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電子發燒友網>電子資料下載>電磁兼容設計>PCB中為什么和出現EMI?PCB電的來源,Maxwell方程式的應用,磁通量最小化的概念

PCB中為什么和出現EMI?PCB電的來源,Maxwell方程式的應用,磁通量最小化的概念

2018-09-10 | pdf | 0.31 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

  在 PCB 中,會產生 EMI 的原因很多,例如:射頻電流、共模準位、接地回路、阻抗不匹配、磁通量……等。為了掌握 EMI,我們需要逐步理解這些原因和它們的影響。雖然,我們可以直接從電磁理論中,學到造成 EMI 現象的數學根據,但是,這是一條很辛苦、很漫長的道路。對一般工程師而言,簡單而清楚的描述更是重要。本文將探討,在 PCB 上「電的來源」、Maxwell 方程式的應用、磁通量最小化的概念。

  電的來源

  與磁的來源相反,電的來源是以時變的電雙極(electric dipole)來建立模型。這表示有兩個分開的、極性相反的、時變的點電荷(point charges)互為相鄰。雙極的兩端包含著電荷的變化。此電荷的變化,是因為電流在雙極的全部長度內,不斷地流動而造成的。利用振蕩器輸出訊號去驅動一個沒有終端的(unterminated)天線,此種電路是可以用來代表電的來源。但是,此電路無法套用低頻的電路原理來做解釋。不考慮此電路中的訊號之有限傳播速度(這是依據非磁性材料的介電常數而定),反正射頻電流會在此電路產生。這是因為傳播速度是有限的,不是無限的。此假設是:導線在所有點上,都包含相同的電壓,并且此電路在任何一點上,瞬間都是均衡的。這種電的來源所產生的電磁場,是四個變量的函數:

  1. 回路中的電流振幅:電磁場和在雙極中流動的電流量成正比。

  2. 雙極的極性和測量裝置的關系:與磁來源一樣,雙極的極性必須和測量裝置的天線之極性相同。

  3. 雙極的大?。弘姶艌龊碗娏鹘M件的長度成正比,不過,其走線長度必須只有波長的部份大。雙極越大,在天線端所測量到的頻率就越低。對特定的大小而言,此天線會在特定的頻率下共振。

  4. 距離:電場和磁場彼此相關。兩者的強度和距離成正比。在遠場(far field),其行為和回路源(磁的來源)類似,會出現一個電磁平面波。當靠近「點源(point source)」時,電場和磁場與距離的相依性增加。

  近場(near field)(磁和電的成份)和遠場的關系,如附圖一所示。所有的波都是磁場和電場成份的組合。這種組合稱作「Poynting 向量」。實際上,是沒有一個單獨的電波或磁波存在的。我們之所以能夠測量到平面波,是因為對一個小天線而言,在距離來源端數個波長的地方,其波前(wavefront)看起來像平面一樣。?


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