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      微带线系列-EMC

      来源:一博科技 时间:2015-6-1 类别:微信自媒体

      作者:陈德恒  一博科技高速先生团队队员    系列:微带线

      这一系列是针对微带线的。在平时,大家对微带线的印象可能是这样的:EMC难过、串扰大、损耗小、传输速度快、加工工序多????在这里小陈将自己所知和盘托出,看能否为大家将微带线抽丝剥茧。


      第一篇文章并非原创,翻译自Eric Bogatin大神。


      我刚从2013某EMC论坛回来,我发现很多EMC工程师都还有一个错误的观点。

      大家都认为共模信号是主要的EMC来源,实际上并不是这样的,有一些共模信号并不会向外辐射。

      在EMC界,大家把common currents叫做common mode currents或者CM currents。看过我的书的人都知道我不喜欢这么叫,mode这个单词指的是一种互联关系,而共模信号只是同方向传播的电流而已。


      共模电流是线缆中的净电流。共模信号的回流是在附近的任意的导体中。通常情况下我们会认为共模电流辐射很强。


      实际上一个3uA的共模电流在1米长的线缆上跑100兆的时候,就过不了FCC的part 15 classB了。这么小的电流是很常见的,所以我们会认为共模电流很不好。EMC工程师对此很警惕。


      但问题是在不同条件下,共模电流可能是不好的也可能是可以无视的。

      当信号与地的耦合程度不如信号线之间的耦合程度时,共模信号辐射会很强,是不好的。


      但是如果工程师能将回流平面做得比较近的话,共模信号并没有太多辐射,这种情况下就可以不考虑。


      添加屏蔽罩的原因也是如此,屏蔽罩并不只是去屏蔽信号辐射,也是作为一个回流平面给共模信号回流。屏蔽罩也不会影响双绞线的阻抗,提供这个回流平面之后,双绞线就不会辐射了。


      微带线就是空气在上回流平面在下,所有PCB都有微带线在表底层。有一个错误的看法就是微带线辐射严重,还有一种看法是因为微带线辐射大所以要紧耦合。他们错误的原因都是一样的。


      单端信号下方会有电流流过,与回流路径之间的耦合就相当于我们的差分信号。差分信号同样也会有回流,如下图所示。


      Figure 1. Current density at 100 MHz in a tightly coupled microstrip differential pair, simulated with Ansoft's SI2D.


      去年有5亿平方英尺的PCB板子生产出来,也就是说有10亿平方英尺的微带线,他们都是经过了EMC验证确定辐射合格的。


      所有的微带线都会辐射?2012年就有10亿平方英尺辐射合格。当然,没有好的回流平面他们会辐射,同样也包括带状线。


      难道我们还需要增加微带线之间的耦合去防止他们的辐射?这只是你从表面看到的现象,从表面你只能看到信号都在表层上。用用你的脑子(Eric的名言,be the signal)。当你用脑去看的时候你会发现信号与第二层还有一部分回流。


      表层差分的回流是在另一条线上,这是乱吹的,实际情况不是这样,让我们看看数据。差分对之间是互为回流,但是还有90%的回流是在平面上。


      共模信号就像两条单端的传输线一样,在相邻平面回流。增加信号与地之间的耦合会减小共模信号的辐射,增加差分对之间的耦合对这没有好处。


      如果你能把信号和地之间的耦合增加,那就增加这样的耦合去减小辐射吧。

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