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EMC學習之電磁輻射

發布時間：2019-01-25 責任編輯：lina

【導讀】EMI關(guan)注(zhu)的(de)是(shi)電(dian)磁(ci)能(neng)量(liang)的(de)輻(fu)射(she)，包(bao)括(kuo)外(wai)部(bu)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)對(dui)自(zi)身(shen)係(xi)統(tong)的(de)幹(gan)擾(rao)，以(yi)及(ji)自(zi)身(shen)輻(fu)射(she)的(de)電(dian)磁(ci)能(neng)量(liang)對(dui)外(wai)部(bu)係(xi)統(tong)的(de)幹(gan)擾(rao)。這(zhe)些(xie)幹(gan)擾(rao)都(dou)不(bu)能(neng)超(chao)過(guo)一(yi)個(ge)限(xian)度(du)，超(chao)過(guo)了(le)這(zhe)個(ge)限(xian)度(du)就(jiu)會(hui)引(yin)起(qi)問(wen)題(ti)，這(zhe)些(xie)幹(gan)擾(rao)歸(gui)根(gen)結(jie)底(di)還(hai)是(shi)影(ying)響(xiang)了(le)係(xi)統(tong)的(de)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)。

EMC學習之電磁輻射

EMI關(guan)注(zhu)的(de)是(shi)電(dian)磁(ci)能(neng)量(liang)的(de)輻(fu)射(she)，包(bao)括(kuo)外(wai)部(bu)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)對(dui)自(zi)身(shen)係(xi)統(tong)的(de)幹(gan)擾(rao)，以(yi)及(ji)自(zi)身(shen)輻(fu)射(she)的(de)電(dian)磁(ci)能(neng)量(liang)對(dui)外(wai)部(bu)係(xi)統(tong)的(de)幹(gan)擾(rao)。這(zhe)些(xie)幹(gan)擾(rao)都(dou)不(bu)能(neng)超(chao)過(guo)一(yi)個(ge)限(xian)度(du)，超(chao)過(guo)了(le)這(zhe)個(ge)限(xian)度(du)就(jiu)會(hui)引(yin)起(qi)問(wen)題(ti)，這(zhe)些(xie)幹(gan)擾(rao)歸(gui)根(gen)結(jie)底(di)還(hai)是(shi)影(ying)響(xiang)了(le)係(xi)統(tong)的(de)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)。

我們在接觸新鮮事物的時候，通常習慣用自己熟悉的知識去解釋自己不熟悉的事物。EMC知識更多的涉及到微波和射頻，對於像我這種專注於信號完整性而對EMC知識知之甚少的菜鳥來說，最初也隻能用SI的一些基礎知識去撬開EMC設計的大門了。在我的認知裏，EMI關(guan)注(zhu)的(de)是(shi)電(dian)磁(ci)能(neng)量(liang)的(de)輻(fu)射(she)，包(bao)括(kuo)外(wai)部(bu)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)對(dui)自(zi)身(shen)係(xi)統(tong)的(de)幹(gan)擾(rao)，以(yi)及(ji)自(zi)身(shen)輻(fu)射(she)的(de)電(dian)磁(ci)能(neng)量(liang)對(dui)外(wai)部(bu)係(xi)統(tong)的(de)幹(gan)擾(rao)。這(zhe)些(xie)幹(gan)擾(rao)都(dou)不(bu)能(neng)超(chao)過(guo)一(yi)個(ge)限(xian)度(du)，超(chao)過(guo)了(le)這(zhe)個(ge)限(xian)度(du)就(jiu)會(hui)引(yin)起(qi)問(wen)題(ti)，這(zhe)些(xie)幹(gan)擾(rao)歸(gui)根(gen)結(jie)底(di)還(hai)是(shi)影(ying)響(xiang)了(le)係(xi)統(tong)的(de)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)。

電路板上的電磁能量是怎麼輻射出去的？

說到這裏，我就想起了下麵這幅圖，這也是我對電磁輻射最基本的印象。

EMC學習之電磁輻射

圖1 PCB的電磁輻射

早期的PCB是單層板的，芯片之間是通過導線連接起來，電源線和信號線沒啥區別，僅僅是連通的導線而已。這又讓我想到了自己的畢業設計，是一個單片機控製的LED顯示屏，這個係統很簡單，就幾個IC以及色環電阻，電容都沒幾個，通過簡單的焊接，電路就可以工作了。根本就沒有用到微帶線，帶狀線，雙絞線，同軸電纜這些東東。

學習高速設計之後，我明白了，隨著頻率的上升，信號跳變產生的電磁能量也在增加。芯片之間再也不能這樣簡單的連接起來了，像圖1這(zhe)種(zhong)連(lian)接(jie)方(fang)法(fa)，會(hui)使(shi)回(hui)路(lu)電(dian)感(gan)很(hen)大(da)，回(hui)路(lu)電(dian)感(gan)很(hen)大(da)，就(jiu)會(hui)使(shi)得(de)交(jiao)流(liu)信(xin)號(hao)的(de)感(gan)抗(kang)很(hen)大(da)，信(xin)號(hao)根(gen)本(ben)不(bu)會(hui)老(lao)老(lao)實(shi)實(shi)沿(yan)導(dao)線(xian)傳(chuan)播(bo)，而(er)是(shi)會(hui)輻(fu)射(she)到(dao)空(kong)間(jian)中(zhong)去(qu)。

怎麼解決電路板的電磁輻射問題？

在SI工程師眼中，使用微帶線或者帶狀線是為了給信號提供一個低阻抗的傳輸路徑。這在EMC工程師眼中也是電磁屏蔽的需要。在使用了微帶線或者帶狀線之後，電磁能量就被控製在了導體之間的介質中了。

為wei什shen麼me在zai使shi用yong了le微wei帶dai線xian和he帶dai狀zhuang線xian後hou，電dian磁ci能neng量liang大da部bu分fen會hui被bei束shu縛fu在zai介jie質zhi中zhong呢ne？主zhu要yao原yuan因yin是shi信xin號hao路lu徑jing與yu回hui流liu路lu徑jing靠kao的de更geng近jin，這zhe樣yang整zheng個ge回hui路lu的de電dian感gan就jiu減jian小xiao了le。不bu信xin我wo們men來lai使shi用yong軟ruan件jian計ji算suan一yi下xia

EMC學習之電磁輻射

回流路徑靠的近

EMC學習之電磁輻射

回流路徑靠的遠

由(you)上(shang)圖(tu)可(ke)知(zhi)，參(can)考(kao)平(ping)麵(mian)對(dui)傳(chuan)輸(shu)線(xian)的(de)單(dan)位(wei)長(chang)度(du)有(you)效(xiao)電(dian)感(gan)的(de)影(ying)響(xiang)是(shi)很(hen)大(da)的(de)。可(ke)以(yi)想(xiang)象(xiang)，在(zai)高(gao)頻(pin)條(tiao)件(jian)下(xia)，如(ru)果(guo)信(xin)號(hao)擁(yong)有(you)很(hen)好(hao)的(de)回(hui)流(liu)路(lu)徑(jing)，那(na)麼(me)它(ta)所(suo)感(gan)受(shou)到(dao)的(de)回(hui)路(lu)電(dian)感(gan)就(jiu)會(hui)很(hen)小(xiao)，信(xin)號(hao)就(jiu)會(hui)按(an)照(zhao)人(ren)們(men)的(de)意(yi)願(yuan)從(cong)發(fa)射(she)端(duan)傳(chuan)輸(shu)到(dao)接(jie)收(shou)端(duan)，如(ru)果(guo)信(xin)號(hao)感(gan)受(shou)到(dao)的(de)回(hui)路(lu)電(dian)感(gan)很(hen)大(da)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)輻(fu)射(she)問(wen)題(ti)。

小結

zaidipindeshihou，keyibukaolvdianciganraodewenti，dipinshidaoxianzhouweidediancichangbianhuameiyounameqianglie，daoxiandedianganxiaoyingyebuhuibiaoxiandenamemingxian。danshidaolegaopin，diancichangbianhuajulie，yinggaichongfenkaolvxinhaolujingyufanhuilujingdeouhewenti，liyongxinhaolujingyufanhuilujingdeouhelaijianxiaozhenggehuiludediangan，kongzhidaoxianxiangkongjianfashedediancinengliang。

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