高頻電子電路電磁兼容設計要點(diǎn)

電磁兼容的問(wèn)題常發(fā)生于高頻狀態(tài)下，個(gè)別問(wèn)題（電壓跌落與瞬時(shí)中斷等）除外。高頻思維，總而言之，就是器件的特性、電路的特性，在高頻情況下和常規中低頻狀態(tài)下是不一樣的，如果仍然按照普通的控制思維來(lái)判斷分析，則會(huì )走入設計的誤區。比如：

電容的高頻等效特性

電容，在中低頻或直流情況下，就是一個(gè)儲能組件，只表現為一個(gè)電容的特性，但在高頻情況下，它就不僅僅是個(gè)電容了，它有一個(gè)理想電容的特性，有漏電流（在高頻等效電路上表現為R），有引線(xiàn)電感，還在導致電壓脈沖波動(dòng)情況下發(fā)熱的ESR（等效串聯(lián)電阻），（如圖）。從這個(gè)圖上分析，能幫我們設計師得出很多有益的設計思路。**，按照常規思路，1/2πfc是電容的容抗，應該是頻率越高，容抗越小，濾波效果越好，即越高頻的雜波越容易被泄放掉，但事實(shí)并非如此，因為引線(xiàn)電感的存在，一支電容僅僅在其1/2πfc=2πf L等式成立的時(shí)候，才是整體阻抗*小的時(shí)候，濾波效果才*好，頻率高了低了都會(huì )濾波效果下降，由此就可以分析出結論，為什么在IC的VCC端都會(huì )加兩支電容，一支電解的，一支瓷片的，并且容值一般相差100倍以上多一點(diǎn)。就是兩支不同的電容的諧振頻率點(diǎn)岔開(kāi)了一段距離，既利于對稍高頻的濾波，也利于對較低頻的濾波。

線(xiàn)纜或PCB布線(xiàn)的高頻等效特性

其次是線(xiàn)纜或PCB布線(xiàn)的高頻等效特性（如圖），無(wú)論高低頻，走線(xiàn)電阻都是客觀(guān)存在，但對于走線(xiàn)電感，則只在較高頻時(shí)候才可以顯現得出來(lái)。另外就是還有一個(gè)分布電容的存在，但是，在導線(xiàn)附近沒(méi)有導體的時(shí)候，這個(gè)分布電容有也是白搭，就像沒(méi)有男人，女人也不能生孩子一樣，這是一個(gè)需要兩個(gè)導體才可以發(fā)揮的作用。

磁環(huán)和磁珠的高頻等效特性

但磁環(huán)和磁珠的高頻等效特性卻不得不提一下，因為磁環(huán)對高頻脈動(dòng)的吸波作用，與電感的表現有點(diǎn)類(lèi)似，所以經(jīng)常被認為是電感特性，但事實(shí)上錯了，磁環(huán)是個(gè)電阻特性，不過(guò)這個(gè)電阻有點(diǎn)特別，它的阻值大小是頻率的函數R（f），如此的話(huà)，在一個(gè)帶有高頻波動(dòng)的信號穿過(guò)磁珠的時(shí)候，高頻波動(dòng)會(huì )因為I2R的作用而發(fā)熱，將波動(dòng)干擾經(jīng)過(guò)電能——磁能——熱能的轉化過(guò)程，所以在導線(xiàn)上波動(dòng)比較強烈的時(shí)候，磁環(huán)摸起來(lái)會(huì )是溫的。

高頻情況下的EMC設計技術(shù)

以上是EMC專(zhuān)業(yè)中高頻思維的基礎知識，有了這些，一系列的設計經(jīng)驗都可以迎刃而解了。比如：IC的VCC端為何加裝兩只電容，一只電解電容，一只瓷片電容，是因為電容的高頻等效特性，引線(xiàn)電感和電容的串聯(lián)導致其綜合阻抗隨頻率而變化，而在WL=（1/WC）的頻率點(diǎn)上，是其阻抗*小的點(diǎn)（如圖）。而且兩個(gè)電容分別有自己的*小阻抗點(diǎn)，分別對應不同的頻率點(diǎn)，以便于為IC不同頻率范圍的供電需求提供電流。

靜電工作臺的接地導線(xiàn)用寬的銅皮帶和金屬絲網(wǎng)蛇皮管，而不是黃綠的圓形接地線(xiàn)纜，圓形接地線(xiàn)纜的走線(xiàn)電感量偏大，不利于高頻靜電電荷的泄放。線(xiàn)纜和線(xiàn)纜之間的間距不宜太近，否則會(huì )因為導線(xiàn)分布電容的存在而導致信號線(xiàn)纜之間出現串擾，當然，信號線(xiàn)對地線(xiàn)的耦合那又*好是近一點(diǎn)，這樣，信號線(xiàn)上的波動(dòng)干擾可以方便的泄放到地線(xiàn)上去。