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工程師們福利到:微帶線系列技術(shù)講解(1)——EMC

發(fā)布時(shí)間:2015-06-11 來源:陳德恒 一博科技 責(zé)任編輯:sherry

【導(dǎo)讀】大家好,小陳再來一系列文章,這一系列是針對(duì)微帶線的。在平時(shí),大家對(duì)微帶線的印象可能是這樣的:EMC難過、串?dāng)_大、損耗小、傳輸速度快、加工工序多••••在這里小陳將自己所知和盤托出,看能否為大家將微帶線抽絲剝繭。
 
我剛從某EMC論壇回來,我發(fā)現(xiàn)很多EMC工程師都還有一個(gè)錯(cuò)誤的觀點(diǎn)。
 
大家都認(rèn)為共模信號(hào)是主要的EMC來源,實(shí)際上并不是這樣的,有一些共模信號(hào)并不會(huì)向外輻射。
 
在EMC界,大家把common currents叫做common mode currents或者CM currents??催^我的書的人都知道我不喜歡這么叫,mode這個(gè)單詞指的是一種互聯(lián)關(guān)系,而共模信號(hào)只是同方向傳播的電流而已。
 
共模電流是線纜中的凈電流。共模信號(hào)的回流是在附近的任意的導(dǎo)體中。通常情況下我們會(huì)認(rèn)為共模電流輻射很強(qiáng)。
 
實(shí)際上一個(gè)3uA的共模電流在1米長的線纜上跑100兆的時(shí)候,就過不了FCC的part 15 classB了。這么小的電流是很常見的,所以我們會(huì)認(rèn)為共模電流很不好。EMC工程師對(duì)此很警惕。
 
但問題是在不同條件下,共模電流可能是不好的也可能是可以無視的。
 
當(dāng)信號(hào)與地的耦合程度不如信號(hào)線之間的耦合程度時(shí),共模信號(hào)輻射會(huì)很強(qiáng),是不好的。
 
但是如果工程師能將回流平面做得比較近的話,共模信號(hào)并沒有太多輻射,這種情況下就可以不考慮。
 
添加屏蔽罩的原因也是如此,屏蔽罩并不只是去屏蔽信號(hào)輻射,也是作為一個(gè)回流平面給共模信號(hào)回流。屏蔽罩也不會(huì)影響雙絞線的阻抗,提供這個(gè)回流平面之后,雙絞線就不會(huì)輻射了。
 
微帶線就是空氣在上回流平面在下,所有PCB都有微帶線在表底層。有一個(gè)錯(cuò)誤的看法就是微帶線輻射嚴(yán)重,還有一種看法是因?yàn)槲Ь€輻射大所以要緊耦合。他們錯(cuò)誤的原因都是一樣的。
 
單端信號(hào)下方會(huì)有電流流過,與回流路徑之間的耦合就相當(dāng)于我們的差分信號(hào)。差分信號(hào)同樣也會(huì)有回流,如下圖所示。
差分信號(hào)
去年有5億平方英尺的PCB板子生產(chǎn)出來,也就是說有10億平方英尺的微帶線,他們都是經(jīng)過了EMC驗(yàn)證確定輻射合格的。
 
所有的微帶線都會(huì)輻射?2012年就有10億平方英尺輻射合格。當(dāng)然,沒有好的回流平面他們會(huì)輻射,同樣也包括帶狀線。
 
難道我們還需要增加微帶線之間的耦合去防止他們的輻射?這只是你從表面看到的現(xiàn)象,從表面你只能看到信號(hào)都在表層上。用用你的腦子(Eric的名言,be the signal)。當(dāng)你用腦去看的時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)信號(hào)與第二層還有一部分回流。
 
表層差分的回流是在另一條線上,這是亂吹的,實(shí)際情況不是這樣,讓我們看看數(shù)據(jù)。差分對(duì)之間是互為回流,但是還有90%的回流是在平面上。
 
共模信號(hào)就像兩條單端的傳輸線一樣,在相鄰平面回流。增加信號(hào)與地之間的耦合會(huì)減小共模信號(hào)的輻射,增加差分對(duì)之間的耦合對(duì)這沒有好處。
 
如果你能把信號(hào)和地之間的耦合增加,那就增加這樣的耦合去減小輻射吧。
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