印制電路板基礎(chǔ)ppt課件(已修改)
2025-01-26 10:26 本頁面
【正文】 EMC theory and application 無源器件隱含的射頻特性 EMC是“巫術(shù)”？ 為什么一支電容器不僅僅是電容？ 為什么電感器不是電感？ 第 7章 印刷電路板基礎(chǔ) EMC theory and application PCB怎樣產(chǎn)生射頻能量 麥克斯韋方程描述了產(chǎn)生 EMI的根本原因是時變電流，對麥克斯韋方程的高度概括可以認(rèn)為其方程可以聯(lián)合成歐姆定律 RIV ??rf rfV I Z??（時域） （頻域） 式中， V是電壓， I是電流， R是電阻； Z是阻抗，下標(biāo) rf表示“關(guān)于射頻能量的分量 ” 當(dāng)頻率低于數(shù)千赫茲時，最小阻抗路徑就是最小電阻路徑；當(dāng)頻率高于數(shù)千赫茲時，電抗的值通常就超過了電阻值 R，最小電抗路徑成為主導(dǎo)因素 EMC theory and application E 低頻電路 信號和回流電流都具有直接路徑的情況 E 高頻電路 回流路徑與源路徑的物理長度不同，會由于路徑較長而附加了額外的阻抗。自由空間的波阻抗為377Ω，但在 100kHz和 1MHz的頻率范圍只要具有很小的電抗就會有超過 377Ω的阻抗 。因?yàn)?電流必須回到源頭去并滿足安培定律， RF能量就會經(jīng)過可能的最低阻抗路徑回流 ，當(dāng)回流路徑的阻抗大于 377Ω時，自由空間就變成了回流路徑，于是就發(fā)生了EMI輻射 EMC theory and application 磁通和磁通對消 如果 RF回流路徑平行靠近其相應(yīng)的流出線條，則回流路徑上的磁通（順時針場）與源路徑上的磁通（逆時針場）是方向相反的，于是順時針磁場和逆時針磁場迭加時，就得到了對消的效果 ，常用的通量對消技術(shù)有： ?在多層印制電路板的情形，可以采用恰當(dāng)?shù)寞B層安排和阻抗控制以便產(chǎn)生一個 RF回流像電流或回流的地回路 ?將時鐘線條布放在靠近 RF回流路徑、接地平板（多層PCB時）、地網(wǎng)格或接地 /保護(hù)線條處 ?將元件塑料封裝內(nèi)產(chǎn)生的磁通引導(dǎo)到零伏參考系統(tǒng) ?通過降低時鐘或頻率振蕩電路產(chǎn)生的 RF驅(qū)動電壓來減弱線條中的 RF電流 EMC theory and application 線條拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 兩種基本拓?fù)洌何Ь€和帶狀線 圖 PCB疊層結(jié)構(gòu)舉例 EMC theory and application ?微帶線 ?位于 PCB的 頂層、底層或其他外層 上的印制線條 ?微帶線對 PCB上產(chǎn)生的 RF能量的抑制能力 最小 ?快速時鐘和邏輯信號的傳播采用微帶線結(jié)構(gòu) ?快速信號要求小電容耦合和低的源到負(fù)載的傳輸延遲時間 ?電容對時鐘的作用是減緩數(shù)字信號的邊沿過渡過程 ?當(dāng)兩個實(shí)體金屬平面間的耦合電容較小時，信號就傳播地快些 ?當(dāng)使用微帶線時，線條位于 PCB外層，由于沒有頂和底電路層的防護(hù)作用，將會向環(huán)境輻射 RF能量 EMC theory and application ?帶狀線 ?位于 兩個實(shí)體平面層中間的信號線層 上，這兩個實(shí)體層可以是 地電位 ，也可以是具有一定電位的 電源平面 ?帶狀線加強(qiáng)了抗 RF輻射發(fā)射噪聲的特性，但相應(yīng)地減緩了傳播速度 ?仍然會由于在外層安裝的元件而產(chǎn)生輻射 ?使 PCB頂層上元件引線電感最小 會減小輻射發(fā)射作用 ?當(dāng)使用 雙 帶狀線時，兩個布線層上的線條是 垂直布置的 EMC theory and application 疊層安排 在設(shè)計(jì)印制電路板時，一個最基本的問題是實(shí)現(xiàn)電路要求的功能需要多少個布線層和電源平面 最好在 PCB上就把 RF能量抑制下去，而不是靠金屬機(jī)箱或封閉的導(dǎo)電塑料盒將 RF能量封閉住 每一個布線層都與一個參考的平面（電源或地）相鄰，而只有最外層的微帶線或單層板的情況例外，最外層的微帶線只應(yīng)該是低速線條 對于多層參考平面的情形，與零伏參考平面鄰近的布線層比鄰近電源平面的布線層更具有
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