高頻電子之EMC電磁相容

2021-10-01 06:43:19 字數 1418 閱讀 3701

電容,在中低頻或直流情況下,就是乙個儲能元件,只表現為乙個電容的特性,但在高頻情況下,它就不僅僅是個電容了,它有乙個理想電容的特 性,有漏電流(在 高頻等效電路上表現為r),有引線電感,還在導致電壓脈衝波動情況下發熱的esr(等效串聯電阻),(如圖)。從這個圖上分析,能幫我們設計師得出很多有 益的設計思路。第一,按照常規思路,1/2πfc是電容的容抗,應該是頻率越高,容抗越小,濾波效果越好,即越高頻的雜波越容易被洩放掉,但事實並非如 此,因為引線電感的存在,一支電容僅僅在其1/2πfc=2πf l等式成立的時候,才是整體阻抗最小的時候,濾波效果才最好,頻率高了低了都會濾波效果下降,由此就可以分析出結論,為什麼在ic的vcc端都會加兩支電 容,一支電解的,一支瓷片的,並且容值一般相差100倍以上多一點。就是兩支不同的電容的諧振頻率點岔開了一段距離,既利於對稍高頻的濾波,也利於對較低頻的濾波。

線纜或pcb佈線的高頻等效特性

其次是線纜或pcb佈線的高頻等效特性(如圖),無論高低頻,走線電阻都是客觀存在,但對於走線電感,則只在較高頻時候才可以顯現得出來。 另外就是還有一 個分布電容的存在,但是,在導線附近沒有導體的時候,這個分布電容有也是白搭,就像沒有男人,女人也不能生孩子一樣,這是乙個需要兩個導體才可以發揮的作用。

磁環和磁珠的高頻等效特性

但磁環和磁珠的高頻等效特性卻不得不提一下,因為磁環對高頻脈動的吸波作用,與電感的表現有點類似,所以經常被認為是電感特性,但事實上錯 了,磁環是個電 阻特性,不過這個電阻有點特別,它的阻值大小是頻率的函式r(f),如此的話,在乙個帶有高頻波動的訊號穿過磁珠的時候,高頻波動會因為i2r的作用而發 熱,將波動干擾經過電能——磁能——熱能的轉化過程,所以在導線上波動比較強烈的時候,磁環摸起來會是溫的。

高頻情況下的emc設計技術

以上是emc專業中高頻思維的基礎知識,有了這些,一系列的設計經驗都可以迎刃而解了。比如:ic 的vcc端為何加裝兩隻電容,乙隻電解電容,乙隻瓷片電容,是因為電容的高頻等效特性,引線電感和電容的串聯導致其綜合阻抗隨頻率而變化,而在wl= (1/wc)的頻率點上,是其阻抗最小的點(如圖)。而且兩個電容分別有自己的最小阻抗點,分別對應不同的頻率點,以便於為ic不同頻率範圍的供電需求提 供電流。

靜電工作台的接地導線用寬的銅皮帶和金屬絲網蛇皮管,而不是黃綠的圓形接地線纜,圓形接地線纜的走線電感量偏大,不利於高頻靜電電荷的洩 放。線纜和線纜之間的間距不宜太近,否則會因為導線分布電容的存在而導致訊號線纜之間出現串擾,當然,訊號線對地線的耦合那又最好是近一點,這樣,訊號線 上的 波動干擾可以方便的洩放到地線上去。

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