關(guān)于信號(hào)電流回流你所需要知道的全部——不斷更新中

2023-05-15 by:CAE仿真在線(xiàn) 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

在PCB設(shè)計(jì)中,表面上我們只看到走線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn),從驅(qū)動(dòng)端到接收端,但實(shí)際上電流總是在【環(huán)路上】才能流動(dòng),而環(huán)路電流回流的途徑通常是不可見(jiàn)的,原因在于設(shè)計(jì)PCB的時(shí)候,為了效率,提供了通用的通道:地平面和電源平面,讓你感覺(jué)沒(méi)有物理線(xiàn)路Line,導(dǎo)致很不直觀,這些回流平面一方面大大方便了PCB設(shè)計(jì),另一方面即帶來(lái)了不直觀的問(wèn)題,如果不加以控制,復(fù)雜電路很容易導(dǎo)致EMC等問(wèn)題,可以說(shuō)是掌握回流路徑是PCB設(shè)計(jì)的最大基礎(chǔ)技能之一。

1、回流是必須的,不可避免,因?yàn)槿魏坞娏鞫家M成閉環(huán)回路,電荷是需要平衡的,即一個(gè)點(diǎn)輸出電流一定等于輸入電流(儲(chǔ)能元件除外,電容電感除外)

2、雖然回流不可避免,但是卻是可以引導(dǎo)的,如何引導(dǎo)是一門(mén)高級(jí)技術(shù),下面會(huì)談到

3、我們研究回流,就是要降低回流噪聲及其引起的電磁干擾,除此之外沒(méi)有其他的

回流噪聲是參考平面上的噪聲主要的來(lái)源之一,所以有必要研究一下返回電流的路徑和流經(jīng)范圍。

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4、這個(gè)問(wèn)題涉及到如下概念

電流環(huán)路、電磁兼容EMC、最小回流路徑、過(guò)孔電流、電容電感的作用、pcb電磁輻射原理、,幾乎涉及整個(gè)PCB電路的核心問(wèn)題,如果弄不懂會(huì)影響整個(gè)設(shè)計(jì)能力,如果弄懂了,pcb就基本掌握了。

5、回流電路一般是走最近的線(xiàn)路正投影方向的平面層,這樣會(huì)使得環(huán)路包圍的面積最小,從而輻射最小。這就是最小路徑。可以從天線(xiàn)輻射的基本理論中得到證明。

回流路徑理論知識(shí):
PCB板上每條導(dǎo)線(xiàn)和其回路構(gòu)成一個(gè)電流環(huán)路,根據(jù)電磁輻射原理,當(dāng)突變的電流流過(guò)電路中的導(dǎo)線(xiàn)環(huán)路時(shí),將在空間產(chǎn)生電磁場(chǎng),并對(duì)其他導(dǎo)線(xiàn)造成影響,這就是我們通常所說(shuō)的輻射,為了減少輻射的影響,首先應(yīng)該了解輻射的基本原理和與輻射強(qiáng)度有關(guān)的參數(shù)。
這些環(huán)路相當(dāng)于正在工作的小天線(xiàn),向空間輻射磁場(chǎng)。
對(duì)傳輸線(xiàn)來(lái)說(shuō),感抗最小的返回路徑,也就是高頻電流返回路徑,就在信號(hào)布線(xiàn)的正下方的敷銅平面上。這樣的返回路徑使得整個(gè)回路包圍的空間面積最小,也就使得此信號(hào)形成的環(huán)形天線(xiàn)向空間輻射的磁場(chǎng)強(qiáng)度(或接收空間輻射的能力)最小。

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