当一个信号返回电流流经一个PCB的0V结构时,无可避免地存在有阻抗。它们的存在会引起PCB不同部位出现电压差异(即PCB的不同位置之间存在着电位差)。这些电压是以共模形式出现的(CM)。我们也还知道,CM电压和电流是引起EMC问题的主要原因。在一个PCB中采用一个完整的0V参考面给EMC性能和信号完整性带来的许多好处之一是在RF条件下,它具有较低的阻抗。因此,RF的CM电位差和电场发射都会有所降低。一个将需要(有用)电流(即信号返回)转换成不希望(无用)CM电压[或者将一个需要(有用)电压转换成不希望(无用)的CM电流]的阻抗称之为“转移阻抗”。转移阻抗是EMC工程学中的一个非常重要的概念。
在离板导体(即电缆)被设置在PCB的不同部位时,0V参考面变得特别有价值。这些导体本身的长度往往会使它们形成非常有效的“意外天线”。而由于实际连接的需要,它们的长度通常又无法改变,从而尽可能降低它们(离板导体)在PCB所处不同部位之间的CM电位差也就成为了一个降低它们发射的极佳方法。
由于通过耦合将外部电磁环境的RF电流注入PCB的条件下(这时离板导体是主要的注入源),若在PCB 0V结构中具有较低的转移阻抗的话,它们所导致的信号电压噪声也就会较低,并因此造成干扰电路运行的可能性也就要小得多。
一个设计良好的0V参考面的转移阻抗(请参阅本篇的第3章)要比一个PCB线条或一根导线的小好几个数量级。为了利用参考面具有低转移阻抗的特点,所有的线条、导线或离开一个参考面区域的电缆都必须以RF搭接方式搭接到参考面上。这种RF搭接方式要么是采用将它们的屏蔽以“360°搭接”,要么通过具有一个电容器连接到0V参考面的滤波器完成。
采用多点方式将0V参考面搭接到底板上将会使比单独使用一个参考面情况下所获得的转移阻抗得以进一步降低,同时也还改善了EMC性能。金属底板所具有的电阻要比一个PCB的一个铜质层面的电阻低得多。因此,与参考面本身所能获得的转移阻抗相比,它们在较低频率时还将有助于进一步降低转移阻抗。甚至在DC时也是如此。(www.xing528.com)
基于上述的考虑,在一般的EMC实践中,至少要在PCB的0V参考面的四个角上以及在每个离板导体进出点附近将0V参考面搭接到它的底板以降低它的转移阻抗,如图2-2-7所示。
图2-2-7 PCB-底板搭接降低了转移阻抗
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