如何解決高頻狀態下的電磁兼容問題?
發布時間:2013-03-06 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】器件的特性、電路的特性,在高頻情況下和常規中低頻狀態下是不一樣的,如果仍然按照普通的控製思維來判斷分析,則會走入設計的誤區。
dianrong,zaizhongdipinhuozhiliuqingkuangxia,jiushiyigechunengzujian,zhibiaoxianweiyigedianrongdetexing,danzaigaopinqingkuangxia,tajiubujinjinshigedianrongle,tayouyigelixiangdianrongdetexing,youloudianliu(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,1/2πfcshidianrongderongkang,yinggaishipinlvyuegao,rongkangyuexiao,lvboxiaoguoyuehao,jiyuegaopindezaboyuerongyibeixiefangdiao,danshishibingfeiruci,yinweiyinxiandiangandecunzai,yizhidianrongjinjinzaiqi1/2πfc=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。

圖1:電容的高頻等效電路圖

圖2:導線的高頻等效電路圖

圖3:IC退耦電容的阻抗-頻率特性
其次是線纜或PCB布線的高頻等效特性(如圖),wulungaodipin,zouxiandianzudoushikeguancunzai,danduiyuzouxiandiangan,zezhizaijiaogaopinshihoucaikeyixianxiandechulai。lingwaijiushihaiyouyigefenbudianrongdecunzai,danshi,zaidaoxianfujinmeiyoudaotideshihou,zhegefenbudianrongyouyeshibaida,jiuxiangmeiyounanren,nvrenyebunengshenghaiziyiyang,zheshiyigexuyaolianggedaoticaikeyifahuidezuoyong。
電感和電阻的特性比較簡單,易於理解,就不贅述了。
但(dan)磁(ci)環(huan)和(he)磁(ci)珠(zhu)的(de)高(gao)頻(pin)等(deng)效(xiao)特(te)性(xing)卻(que)不(bu)得(de)不(bu)提(ti)一(yi)下(xia),因(yin)為(wei)磁(ci)環(huan)對(dui)高(gao)頻(pin)脈(mai)動(dong)的(de)吸(xi)波(bo)作(zuo)用(yong),與(yu)電(dian)感(gan)的(de)表(biao)現(xian)有(you)點(dian)類(lei)似(si),所(suo)以(yi)經(jing)常(chang)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)電(dian)感(gan)特(te)性(xing),但(dan)事(shi)實(shi)上(shang)錯(cuo)了(le),磁(ci)環(huan)是(shi)個(ge)電(dian)阻(zu)特(te)性(xing),不(bu)過(guo)這(zhe)個(ge)電(dian)阻(zu)有(you)點(dian)特(te)別(bie),它(ta)的(de)阻(zu)值(zhi)大(da)小(xiao)是(shi)頻(pin)率(lv)的(de)函(han)數(shu)R(f),如此的話,在一個帶有高頻波動的信號穿過磁珠的時候,高頻波動會因為I2R的作用而發熱,將波動幹擾經過電能——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。
以上是EMC專業中高頻思維的基礎知識,有了這些,一係列的設計經驗都可以迎刃而解了。比如:
IC 的VCC端(duan)為(wei)何(he)加(jia)裝(zhuang)兩(liang)隻(zhi)電(dian)容(rong),一(yi)隻(zhi)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong),一(yi)隻(zhi)瓷(ci)片(pian)電(dian)容(rong),是(shi)因(yin)為(wei)電(dian)容(rong)的(de)高(gao)頻(pin)等(deng)效(xiao)特(te)性(xing),引(yin)線(xian)電(dian)感(gan)和(he)電(dian)容(rong)的(de)串(chuan)聯(lian)導(dao)致(zhi)其(qi)綜(zong)合(he)阻(zu)抗(kang)隨(sui)頻(pin)率(lv)而(er)變(bian)化(hua),而(er)在(zai)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jing電dian工gong作zuo台tai的de接jie地di導dao線xian用yong寬kuan的de銅tong皮pi帶dai和he金jin屬shu絲si網wang蛇she皮pi管guan,而er不bu是shi黃huang綠lv的de圓yuan形xing接jie地di線xian纜lan,圓yuan形xing接jie地di線xian纜lan的de走zou線xian電dian感gan量liang偏pian大da,不bu利li於yu高gao頻pin靜jing電dian電dian荷he的de泄xie放fang。
xianlanhexianlanzhijiandejianjubuyitaijin,fouzehuiyinweidaoxianfenbudianrongdecunzaierdaozhixinhaoxianlanzhijianchuxianchuanrao,dangran,xinhaoxianduidixiandeouhenayouzuihaoshijinyidian,zheyang,xinhaoxianshangdebodongganraokeyifangbiandexiefangdaodixianshangqu。
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