如何解決高頻狀態下的電磁兼容問題
發布時間:2013-03-09 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,1/2πfc是shi電dian容rong的de容rong抗kang,應ying該gai是shi頻pin率lv越yue高gao,容rong抗kang越yue小xiao,濾lv波bo效xiao果guo越yue好hao,即ji越yue高gao頻pin的de雜za波bo越yue容rong易yi被bei泄xie放fang掉diao,但dan事shi實shi並bing非fei如ru此ci,因yin為wei引yin線xian電dian感gan的de存cun在zai,一yi支zhi電dian容rong僅jin僅jin在zai其qi1/2πfc=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shuR(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VCCduanweihejiazhuangliangzhidianrong,yizhidianjiedianrong,yizhicipiandianrong,shiyinweidianrongdegaopindengxiaotexing,yinxiandianganhedianrongdechuanliandaozhiqizonghezukangsuipinlverbianhua,erzaiWL= (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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