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什么是電場耦合

更新時間:2021-10-09      點擊次數:982

在EMC中電場耦合是因為位移電流(displacement current)的電容性效應而產生。實際上我們并沒有要電流流經某一特定方向,但是因為結構上形成的寄生電容對電流提供了一個低阻抗的路徑,該路徑的阻抗比設計上的電流路徑阻抗更低。因為電流是一個完整的環路,所以環路的阻抗在電路中是一個非常重要的參數。

640.png

布線間的電場耦合


下圖中顯示的帶散熱器的PCB示意圖。一頻率緩沖器驅動一條線路,該線路靠近一個裝有散熱器之大型IC。當此線路布線途經散熱器時,在線路布線與散熱器之間有一個寄生電容產生,同時在散熱器與頻率緩沖器之間也有寄生電容之存在。(當然,在散熱器與接收器、與屏蔽、與系統之其他組件之間都會有寄生電容,但是在本例中可以忽略不計,因此不致影響EMC 問題)。


此電容阻抗為:


640.png

備注:


C = 電容量 Capacitance
f = 頻率



帶散熱器的布線示意圖



實際中電容量的大小取決于其幾何結構。而且阻抗會隨頻率不同而變化。在相同結構下,對越高頻率的諧波其阻抗越低。


所有的電流都必須要流過完整的環路回到源頭。在本次例子里,我們希望所有諧波電流路徑都從頻率緩沖器流過,經線路布線到接收端,然后再經由接地參考平面回到頻率緩沖器。然而實際布線中,線路布線與散熱器間的寄生電容,以及散熱器與頻率緩沖器間的寄生電容,都提供了比上述路徑還要低阻抗的路徑,造成了部分電流從散熱器流過。若設計初期沒有注意到這個返回電流路徑,散熱器因為體積比線路布線要大的多,因此散熱器會成為最大的輻射發生器,特別對于高頻段的諧波,造成了不必要的輻射干擾,到最后就需要借助屏蔽殼來隔離,所以在設計前期布線中就應該需要考慮到這個問題。

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