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PCB被动组件的隐藏特性解析

  • 资源大小:165 K
  • 上传时间: 2013-10-09
  • 上传用户:zing1234
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  • 标      签: PCB 被动组件

资 源 简 介

PCB 被动组件的隐藏特性解析

传统上,EMC一直被视为「黑色魔术(black magic)」。其实,EMC是可以藉由数学公式来
理解的。不过,纵使有数学分析方法可以利用,但那些数学方程式对实际的EMC电路设计
而言,仍然太过复杂了。幸运的是,在大多数的实务工作中,工程师并不需要完全理解那些
复杂的数学公式和存在于EMC规范中的学理依据,只要藉由简单的数学模型,就能够明白
要如何达到EMC的要求。
本文藉由简单的数学公式和电磁理论,来说明在印刷电路板(PCB)上被动组件(passive
component)的隐藏行为和特性,这些都是工程师想让所设计的电子产品通过EMC标准时,
事先所必须具备的基本知识。
导线和PCB走线
导线(wire)、走线(trace)、固定架……等看似不起眼的组件,却经常成为射频能量的最佳
发射器(亦即,EMI的来源)。每一种组件都具有电感,这包含硅芯片的焊线(bond wire)、
以及电阻、电容、电感的接脚。每根导线或走线都包含有隐藏的寄生电容和电感。这些寄生
性组件会影响导线的阻抗大小,而且对频率很敏感。依据LC 的值(决定自共振频率)和
PCB走线的长度,在某组件和PCB走线之间,可以产生自共振(self-resonance),因此,形
成一根有效率的辐射天线。
在低频时,导线大致上只具有电阻的特性。但在高频时,导线就具有电感的特性。因为变成
高频后,会造成阻抗大小的变化,进而改变导线或PCB 走线与接地之间的EMC 设计,这
时必需使用接地面(ground plane)和接地网格(ground grid)。
导线和PCB 走线的最主要差别只在于,导线是圆形的,走线是长方形的。导线或走线的阻
抗包含电阻R和感抗XL = 2πfL,在高频时,此阻抗定义为Z = R + j XL j2πfL,没有容抗
Xc = 1/2πfC存在。频率高于100 kHz以上时,感抗大于电阻,此时导线或走线不再是低电
阻的连接线,而是电感。一般而言,在音频以上工作的导线或走线应该视为电感,不能再看
成电阻,而且可以是射频天线。

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