耦合电感

工业、科学和医疗射频（ISM-RF）产品的无数应用案例表明，这些产品的印制板（PCB）布局很容易出现各种缺陷。人们时常发现相同IC安装到两块不同电路板上，所表现的性能指标会有显著差异。工作条件、谐波辐射、抗干扰能力，以及启动时间等等诸多因素的变化，都能说明电路板布局在一款成功设计中的重要性。 本文罗列了各种不同的设计疏忽，探讨了每种失误导致电路故障的原因，并给出了如何避免这些设计缺陷的建议。本文以FR-4电介质、厚度0.0625in的双层PCB为例，电路板底层接地。工作频率介于315MHz到915MHz之间的不同频段，Tx和Rx功率介于-120dBm至+13dBm之间。表1列出了一些可能出现的PCB布局问题、原因及其影响。 表1. 典型的PCB布局问题和影响 其中大多数问题源于少数几个常见原因，我们将对此逐一讨论。 电感方向 当两个电感（甚至是两条PCB走线）彼此靠近时，将会产生互感。第一个电路中的电流所产生的磁场会对第二个电路中的电流产生激励（图1）。这一过程与变压器初级、次级线圈之间的相互影响类似。当两个电流通过磁场相互作用时，所产生的电压由互感LM决定： 式中，YB是向电路B注入的误差电压，IA是在电路A作用的电流1。LM对电路间距、电感环路面积（即磁通量）以及环路方向非常敏感。因此，紧凑的电路布局和降低耦合之间的最佳平衡是正确排列所有电感的方向。 图1.

高速模拟信号链设计中PCB的布局布线在不同的“攻城狮”眼中，考虑的选项也不尽相同；但无论什么情况下，设计者都应该尽量消除“最佳做法”的误差，而不是去计较布局布线的细节。作为一名优秀的设计师，哪些技巧是必要掌握的呢？ 从裸露焊盘说起 一般的设计师在设计时常常可能会忽视裸露焊盘(EPAD)，但它对充分发挥信号链的性能以及器件充分散热却是非常重要的。 ADI公司称裸露焊盘为引脚0，它是目前大多数器件下方的焊盘。同时它也是一个重要的连接——芯片的所有内部接地都是通过它才能连接到器件下方的中心点。不知大家是否发现一个有趣的现象：目前许多转换器和放大器中都缺少接地引脚，原因就在于裸露焊盘。关键是要将此引脚妥善固定(即焊接)至PCB，实现牢靠的电气和热连接。 如果此连接不牢固，就会发生混乱；换言之，这样的设计可能无效。 实现最佳连接 那们接下来，又该如何通过裸露焊盘实现最佳电气和热连接呢？主要有三个步骤—— 首先，为了“与所有接地和接地层形成密集的热连接，从而达到快速散热”的目的，应该在可能的情况下 尽量在各PCB层上复制裸露焊盘 。此步骤与高功耗器件及具有高通道数的应用相关。 在电气方面，这将为所有接地层提供良好的等电位连接；甚至还可以在底层复制裸露焊盘(见图1)，可以用作去耦散热接地点和安装底侧散热器的地方。 其次，将裸露焊盘分割成如同棋盘一样的多个相同部分

差分信号（ Differential Signal ） 转自 EDN ，对差分信号理解得比较的文章，供大家参考 差分信号（ Differential Signal ）在高速电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计，什么另 它这么倍受青睐呢？在 PCB 设计中又如何能保证其良好的性能呢？ 带着这两个问题，我们进行下一部分的讨论。 何为差分信号？通俗地说，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态 “0” 还是 “1” 。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。 差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面： a. 抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。 b. 能有效抑制 EMI ，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。 c. 时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的 LVDS （ low voltage differential signaling

差分信号（Differential Signal ）在高速电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计，什么另 它这么倍受青睐呢？在 PCB 设计中又如何能保证其良好的性能呢？ 带着这两个问题，我们进行下一部分的讨论。 何为差分信号？通俗地说，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0” 还是“1” 。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。 差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面： a. 抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。 b. 能有效抑制 EMI ，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。 c. 时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的 LVDS （low voltage differential signaling ）就是指这种小振幅差分信号技术。 对于 PCB 工程师来说，最关注的还是如何确保在实际走线中能完全发挥差分走线的这些优势

电磁兼容性或电磁兼容（EMC）是在电学中研究意外电磁能量的产生、传播和接收，以及这种能量所引起的有害影响。目标是在相同环境下，涉及电磁现象的不同设备都能够正常运转，而且不对此环境中的任何设备产生难以忍受的电磁干扰之能力。下面分几部分详细介绍。 第一部分 电磁骚扰的耦合机理 1、基本概念 电磁骚扰传播或耦合，通常分为两大类：即传导骚扰传播和辐射骚扰传播。通 过导体传播的电磁骚扰，叫传导骚扰；通过空间传播的电磁骚扰，叫辐射骚扰。 上图传染病的模型非常近似： 2、 电磁骚扰的常用单位 骚扰的单位通用分贝来表示，分贝的原始定义为两个功率的比： 通常用 dBm 表示功率的单位，dBm 即是功率相对于 1mW 的值： 通过以下的推导可知电压由分贝表示为（注意有一个前提条件为 R1=R2)： 通常用 dBuV 表示电压的大小，dBuV 即是电压相对于 1uV 的值。 对于辐射骚扰通常用电磁场的大小来度量，其单位是 V/m。通常用的单位是dBuV/m。 3、传导干扰 a、共阻抗耦合 由两个回路经公共阻抗耦合而产生，干扰量是电流 i，或变化的电流 di/dt。 当两个电路的地电流流过一个公共阻抗时，就发生了公共阻抗耦合。我们在放大器中，级与级之间的一种耦合方式是“阻容”耦合方式，这就是一种利用公共阻抗进行信号耦合的应用。在这里，上一级的输出与下一级的输入共用一个阻抗。 由于地线就是信号的回流线

【推荐】2019 Java 开发者跳槽指南.pdf(吐血整理) >>> 针对EMC整改中常用的问题进行、探讨，力图抛砖引玉进行讨论。 首先，要根据实际情况对产品进行诊断，分析其干扰源所在及其相互干扰的途径和方式。再根据分析结果，有针对性的进行整改。 一般来说主要的整改方法有如下几种： 1、减弱干扰源、在找到干扰源的基础上，可对干扰源进行允许范围内的减弱，减弱源的方法一般有如下方法： 1)、在IC的Vcc和GND之间加去耦电容，该电容的容量在0。01μF枣0。1μF之间，安装时注意电容器的引线，使它越短越好。 2)、在保证灵敏度和信噪比的情况下加衰减器。如VCD、DVD视盘机中的晶振，它对电磁兼容性影响较为严重，减少其幅度就是可行的方法之一，但其不是唯一的解决方法。 3)、还有一个间接的方法就是使信号线远离干扰源。 2、电线电缆的分类整理、在电子设备中，线间耦合是一种重要的途径，也是造成干扰的重要原因，因为频率的因素，可大体分为高频耦合与低频耦合。因耦合方式不同，其整改方法也是不同的，下边分别讨论： 1)低频耦合、低频耦合是指导线长度等于或小于1/16波长的情况，低频耦合又可分为电场和磁场耦合，电场耦合的物理模型是电容耦合，因此整改的主要目的是减小分布耦合电容或减小耦合量，可采用如下的方法： a、增大电路间距是减小分布电容的最有效的方法。 b、追加高导电性屏蔽罩

【推荐】2019 Java 开发者跳槽指南.pdf(吐血整理) >>> 电磁干扰的产生与传输 电磁干扰传输有两种方式：一种是传导传输方式，另一种则是辐射传输方式。传导传输是在干扰源和敏感设备之间有完整的电路连接，干扰信号沿着连接电路传递到接收器而发生电磁干扰现象。 辐射传输是干扰信号通过介质以电磁波的形式向外传播的干扰形式。常见的辐射耦合有三种：1）一个天线发射的电磁波被另一个天线意外地接收，称为天线对天线的耦合；2）空间电磁场经导线感应而耦合，称为场对线的耦合。3）两根平等导线之间的高频信号相互感应而形成的耦合，称为线对线的感应耦合。 电磁干扰的产生机理 从被干扰的敏感设备角度来说，干扰耦合又可分为传导耦合和辐射耦合两类。 ● 传导耦合模型 传导耦合按其原理可分为电阻性耦合、电容性耦合和电感性耦合三种基本耦合方式。 ● 辐射耦合模型 辐射耦合是干扰耦合的另一种方式，除了从干扰源发出的有意辐射外，还有大量的无意辐射。同时，PCB板上的走线无论是电源线、信号线、时钟线、数据线或者控制线等，都能起到天线的效果，即可辐射出干扰波，又可起到接收作用。 电磁干扰控制技术 ①传输通道抑制 ● 滤波：在设计和选用滤波器时应注意频率特性、耐压性能、额定电流、阻抗特性、屏蔽和可靠性。滤波器的安装正确与否对其插入损耗特性影响很大，只有安装位置恰当，安装方法正确，才能对干扰起到预期的滤波作用

内容概要： • EMC相关名词释义 • EMC三要素 • EMC标准、认证 • EMC之耦合途径 • EMC测试项目 电磁兼容性EMC （Electro Magnetic Compatibility），是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。 EMC 包括两个方面：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰，不能超过一定的限值—— EMI ；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性—— EMS 。 一、EMC电磁兼容相关名词释义： EMC = EMI + EMS EMC (Electro Magnetic Compatibility )电磁兼容 EMI(Electro Magnetic Interference) 电磁干扰（对外辐射） EMS(Electro Magnetic Susceptibility) 电磁敏感度（抗干扰） 二、EMC三要素 干扰源→耦合途径→敏感接收器 三、EMC标准、认证 1)国际电工委员会（IEC）最早成立了国际无线电干扰特别委员会（CISPR），对电磁辐射干扰进行管理规定。 2）IEC/TC77、TC65分委员会 3）美国FCC认证 4）欧盟EMC指令 5）军用标准级的，如国军标GJB、美军标MIL 6）国际标准 CISPR系列、IEC61000

《电磁兼容设计》0 @(嵌入式Linux 底层开发) 电磁兼容设计0 第二章 电磁骚扰源与耦合路径 电磁骚扰的耦合途径 第四章 地线设计 接地系统 地线阻抗 接地要求 第五章 屏蔽设计 第六章 滤波设计 滤波器的构造 滤波器元件 第二章 电磁骚扰源与耦合路径 5. 电磁骚扰的耦合途径 传导耦合 传导是骚扰源与敏感设备之间的主要的骚扰耦合途径之一。传导骚扰可以通过电源线，信号线，互连线，接地导线等进行耦合。 解决传导耦合的办法是防止导线感应噪声，即采用适当的屏蔽和将导线分离；或者在骚扰进入敏感电路前，进行滤波，去除噪声。 共阻抗耦合 当两个以上不同电路的电流流过公共阻抗的时候，就出现共阻抗耦合。在电源线和接地导线上的骚扰电流，都是通过共阻抗耦合进入敏感电路的。 共地阻抗耦合 共源阻抗耦合 串联阻抗耦合 感应耦合 电感应耦合 磁感应耦合 第四章 地线设计 接地的含义是为电路或者系统提供一个参考的等电位点或者面。 在高频状况下，接地意味着为电流流回源提供一条低阻抗路径。 1. 接地系统 悬浮地 悬浮地是指设备的地线在电气上与参考地以及其他导体相对绝缘，即设备悬浮地。 另一种情况是在有些电子产品中，为防止机箱上的骚扰电流直接耦合到信号电路，有意使信号地与机箱绝缘，即单元电路悬浮地。 悬浮地不宜用于一般的电子设备 单点接地 单点接地是为许多接在一起的设备提供共同参考点的方法。 多点接地

一、前言 电磁兼容(Electro-MagneticCompatibility，简称EMC)是一门新兴综合性学科，它主要研究电磁干扰和抗干扰问题。电磁兼容性是指电子设备或系统在规定的电磁环境电平下，不因电磁干扰而降低性能指标，同时它们本身产生的电磁辐射不大于限定的极限电平，不影响其它系统的正常运行，并达到设备与设备、系统与系统之间互不干扰、共同可靠工作的目的。 电磁干扰(EMI)产生是由于电磁干扰源通过耦合路径将能量传递给敏感系统造成的，它 包括由导线和公共地线的传导、通过空间辐射或近场耦合3种基本形式。 实践证明，即使电路原理图设计正确，印制电路板设计不当，也会对电子设备的可靠性产生不利影响，所以保证印制电路板电磁兼容性是整个系统设计的关键，本文主要讨论电磁兼容技术及其在多层印制线路板(PrintedCircuitBoard，简称PCB)设计中的应用。 PCB是电子产品中电路元件和器件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接，是各种电子设备最基本的组成部分。如今，大规模和超大规模集成电路已在电子设备中得到广泛应用，而且元器件在印刷电路板上的安装密度越来越高，信号的传输速度更是越来越快，由此而引发的EMC问题也变得越来越突出。PCB有单面板(单层板)、双面板(双层板)和多层板之分。单面板和双面板一般用于低、中密度布线的电路和集成度较低的电路，多层板使用高密度布线和集成度高的电路