电路板的共模辐射与车辆电磁兼容基础

在PCB电路板中，电磁能通常存在两种形式，差模EMI和共模EMI。电路中器件输出的电流流入一个负载时，就会产生差模EMI。差模辐射的特点取决于闭合环路中的电流特性。电流流经多个导电平面，如PCB上的导线组或电缆，就会产生共模辐射。

共模辐射是由于接地电路中存在电压降，某些部分具有高电位的共模电压，当外接电缆与这些部位连接时，就会产生共模电流，成为辐射电场的天线。这多数是由于接地系统是存在电压降所造成的。共模辐射通常决定了产品的辐射性能。

图4-23所示为典型的地电位分布图。

图4-23 地电位分布图

共模辐射主要从电缆上辐射，可用对地电压激励的、长度小于1/4波长的短单极天线来模拟。对于接地平面上长度为L的短单极天线来说，在距离r处辐射场的电磁强度为

E=4π×10^-7（f·I·L）（1/r）sinθ （4-30）

式中，E为电磁强度（V/m）；f为共模电流频率（Hz）；I为共模电流（A）；L为电缆长度（m）；r为测量天线到电缆的距离（m）；θ为测量天线与电缆的夹角（°）。(www.xing528.com)

式（4-30）表明，E与f、I和L成正比，因此减小它们的值可以减小辐射。减小共模辐射的方法为

1）尽量减小激励天线的源电压，即地电压。

2）提供与电缆串联的高共模阻抗，即加共模扼流圈。

3）将共模电流旁路到地。

4）电缆屏蔽层与屏蔽壳体作360°端接。

这里，采用接地平面就能有效地减小接地系统中的地电位，为了将共模电流旁路到地，可以在靠近连接处，把PCB的接地平面分割出一块，作为“无噪声”的输入/输出地。为了避免输入/输出地受到污染，只允许输入/输出的去耦电容和外部电缆的屏蔽层与“无噪声”地相连，去耦环路的电感应尽量减小。这样，输入/输出线所携带的PCB的共模电流就被去耦电容旁路到地了，外部骚扰在还未到达元件区域时就被去耦电容旁路到地去，从而保护内部元器件的正常工作。