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回路面积和EMI的关系

已有 1798 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。

图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""> 图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;
mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA"> 图 mso-fareast-font-family:宋体;mso-font-kerning:1.0pt;mso-ansi-language:EN-US;
mso-fareast-language:ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA">4 "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 mso-fareast-font-family:宋体;mso-font-kerning:1.0pt;mso-ansi-language:EN-US;
mso-fareast-language:ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA">anti pad "Times New Roman";mso-font-kerning:1.0pt;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:
ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA">（宋体;mso-font-kerning:1.0pt;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:ZH-CN;
mso-bidi-language:AR-SA">allegro mso-hansi-font-family:"Times New Roman";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";
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。