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日志

回路面积和EMI的关系

已有 1666 次阅读2014-8-3 13:05 |系统分类:PCB

   回路面积和EMI的关系


言简意赅:回路面积越大,电磁干扰EMI越强。控制回路面积是减小电磁辐射和电磁干扰最经济、最有效的方法之一。



       所谓回路面积,可简单的理解成电路中某一个回路所构成的平面面积。当然在多层板中存在换层现象,那么这个回路面积就不能用简单的“平面面积”来计算了。



       1分别画出了单面板中两个不同面积的回路,很显然图1a回路面积大于图1b回路面积。根据本文结论可知,图1a的电磁辐射、电磁干扰远远大于图1b。请大家暂且记住这一结论,究竟何其原因,请听在下继续分析。

        谈完回路面积之后,再让我们来认识一下电和磁。在电压力的作用下电子产生运动,电子运动产生电流,时变的电流产生电场和磁场,恒定的电流产生磁场但无电场,静电荷分布着电场但无磁场。知道这些后,让我们在温习一下右手定则:右手拇指指向电流的方向,其余四指所环绕的方向就是磁场的方向。

mso-hansi-font-family:"Times New Roman"">        2 "Times New Roman"">画出了电流和磁场的关系,在回路包围的面积里磁场的方向是相同的,在回路外磁场的方向是相反的,磁场方向相同使总磁场量增加,磁场方向相反形成磁场对消,因此当回路面积小时,大多数磁场被抵消,所以电磁辐射、电磁干扰减小。除此之外,回路电流的大小也对电磁场有很大的影响。

       "Times New Roman"">很多PCB工程师只关心信号线的走线,却很少甚至不关心信号线的回流路径,这将导致很多不良后果。例如:回路面积增大、产生信号反射、串扰等。在这里主要介绍回路面积的问题,其他问题将在以后的文章中介绍。





       "Times New Roman"">图3介绍了地平面存在壕沟使得回路面积增大。有很多资料说要保证地平面的完整性,其实在很多情况下要故意破坏地平面的完整性(当然在图3 mso-hansi-font-family:"Times New Roman"">中是不允许的;也不仅仅在数模混合PCB mso-hansi-font-family:"Times New Roman"">中)。如何对地平面判决,取决于你要让回流信号按何种路径流动。

"Times New Roman";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";mso-font-kerning:1.0pt;
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"Times New Roman";mso-font-kerning:1.0pt;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:
ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA">画出了负片情况下的回流问题。在负片中由于
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mso-fareast-language:ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA">anti pad
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mso-font-kerning:1.0pt;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:ZH-CN;
mso-bidi-language:AR-SA">中的叫法)过大,导致整个空间被挖空(左图),致使信号回流迂回,增大了回流面积,引起了电磁辐射和干扰。

在高频电路中,信号的回流不仅仅局限于地平面(多层板),其实电源平面也是回流平面。所以在分割电源平面时,也要注意不要影响了重要信号的回流路径,从而引起不必要的麻烦。这方面的知识将在以后的文章中细细介绍,读者知道有这么一回事即可。

来自:中为电子科技工作室


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