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(passivecomponent)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。
上传时间: 2013-11-16
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数字地模拟地的布线规则,如何降低数字信号和模拟信号间的相互干扰呢?在设计之前必须了解电磁兼容(EMC)的两个基本原则:第一个原则是尽可能减小电流环路的面积;第二个原则是系统只采用一个参考面。相反,如果系统存在两个参考面,就可能形成一个偶极天线(注:小型偶极天线的辐射大小与线的长度、流过的电流大小以及频率成正比);而如果信号不能通过尽可能小的环路返回,就可能形成一个大的环状天线(注:小型环状天线的辐射大小与环路面积、流过环路的电流大小以及频率的平方成正比)。在设计中要尽可能避免这两种情况。 有人建议将混合信号电路板上的数字地和模拟地分割开,这样能实现数字地和模拟地之间的隔离。尽管这种方法可行,但是存在很多潜在的问题,在复杂的大型系统中问题尤其突出。最关键的问题是不能跨越分割间隙布线,一旦跨越了分割间隙布线,电磁辐射和信号串扰都会急剧增加。在PCB设计中最常见的问题就是信号线跨越分割地或电源而产生EMI问题。 如图1所示,我们采用上述分割方法,而且信号线跨越了两个地之间的间隙,信号电流的返回路径是什么呢?假定被分割的两个地在某处连接在一起(通常情况下是在某个位置单点连接),在这种情况下,地电流将会形成一个大的环路。流经大环路的高频电流会产生辐射和很高的地电感,如果流过大环路的是低电平模拟电流,该电流很容易受到外部信号干扰。最糟糕的是当把分割地在电源处连接在一起时,将形成一个非常大的电流环路。另外,模拟地和数字地通过一个长导线连接在一起会构成偶极天线。
上传时间: 2013-10-19
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随着现代电子科技的发展, 大规模集成电路迅速普及,芯片逐渐向高速化和集成化方向发展, 其体积越来越小,频率越来越高,电磁辐射随其频率的升高成平方倍增长,使得各种电子设备系统内外的电磁环境愈加复杂,对PCB 设计中的电磁兼容技术要求更高。PCB 电磁兼容设计是否合理直接影响设备的技术指标,影响整个设备的抗干扰性能,直接关系到整个系统的可靠性和稳定性。
上传时间: 2013-10-21
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电路板级的电磁兼容设计:本应用文档从元件选择、电路设计和印制电路板的布线等几个方面讨论了电路板级的电磁兼容性(EMC)设计。本文从以下几个部分进行论述:第一部分:电磁兼容性的概述第二部分:元件选择和电路设计技术第三部分:印制电路板的布线技术附录A:电磁兼容性的术语附录B:抗干扰的测量标准第一部分 — 电磁干扰和兼容性的概述电磁干扰是现代电路工业面对的一个主要问题。为了克服干扰,电路设计者不得不移走干扰源,或设法保护电路不受干扰。其目的都是为了使电路按照预期的目标来工作——即达到电磁兼容性。通常,仅仅实现板级的电磁兼容性这还不够。虽然电路是在板级工作的,但是它会对系统的其它部分辐射出噪声,从而产生系统级的问题。另外,系统级或是设备级的电磁兼容性必须要满足某种辐射标准,这样才不会影响其他设备或装置的正常工作。许多发达国家对电子设备和仪器有严格的电磁兼容性标准;为了适应这个要求,设计者必须从板级设计开始就考虑抑制电子干扰。
上传时间: 2013-11-19
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针对红外温度传感器能灵敏感应天空地面热辐射的特点,提出了一种基于红外传感器测量无人机姿态信息的方法,相比传统姿态测量传感器,红外传感器具有体积小、重量轻、无漂移、成本低等优点;针对该方法介绍了由三对正交安装的红外传感器测量姿态角的基本原理及能获得更好视场角的45°安装方式;并通过场地实验获得了红外传感器的对地倾角和输出电压的函数关系;通过推理得到无人机姿态测量算法,实现了根据红外传感器的差动输出信号计算无人机的姿态角;同时对太阳的干扰问题作了适当的研究;为了验证算法的可靠性,进行了机载飞行实验。实验结果表明,该方法可以有效的测量无人机的姿态角。
上传时间: 2013-11-13
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EMC电磁兼容视频是电子发烧友网举办的EMC电磁兼容技术讲座的现场视频,由陶显芳老师主讲EMC电磁兼容性知识,安全与电磁兼容、电磁兼容标准等。为满足不能到场参加讲座的用户需求,我们将现场视频提供给大家,一起来交流学习。另附带EMC电磁兼容的演讲的PPT资料:EMC电磁兼容技术讲座资料—电子发烧友网 下次技术研讨会期待您的参加 提纲概览 1、 雷电认识初步 2、 雷电与浪涌电压的产生 3、 雷电与浪涌电压的防护 4、 电子线路中的电磁干扰 5、 传导干扰测量与对策 6、 EMI辐射测量原理 7、 EMC电路设计 8、 ESD与浪涌电压防护
上传时间: 2013-11-03
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01 红外线温度仪是怎样工作的? 所有物体都会发出红外线能量。 物体越热,其分子就愈加活跃,它所发出的红外线 能量也就越多。 红外线温度仪包括有光学装置,可以收集来自物体的辐射红外线能 量,并把该能量聚焦在探测器上。 能量经探测器转化为电信号,并被放大、显示出 来。 02 红外线温度仪的回应时间为多少? 红外线温度仪的回应时间比大多数温度计快:大约0.5 秒。 03 目标的最大测量距离为多少? 这取决于温度仪中的光学装置的性能。 使用距离/尺寸之比及目标直径来确定最大
上传时间: 2014-01-14
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基于完全匹配层的通用3维电磁仿真程序,可适用于电磁波的传播、辐射近场等性能的研究。
上传时间: 2015-08-28
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技术文档 公元2080年,太阳风暴发生,月球撞击地球,导致海啸与陆沉现象发生,旧大陆被淹没在汪洋之中;唯一露出水面的是旧大陆的山峰一角;不仅没有居住空间,而且太阳辐射撕裂了地球保护层,空气中充满强辐射的宇宙射线,全部野外生物趋于灭绝。
上传时间: 2013-12-22
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本文介绍了一种基于复合右/左手(composite right/left-handed,CRLH)超材料的新型高增益的有源漏波天线(leaky-wave antenna,LWA)。这种天线工作在边射,由无源CRLH漏波部分与放大器相互连接,重新组成一种在辐射过程中逐步增大功率泄漏的结构,从而提高天线的有效口径进而提高其增益。通过放大器的准单向特性而导致的匹配再生功能,增益还可以进一步得到提高。
标签: left-handed composite right
上传时间: 2015-10-25
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