1.所有導(dǎo)電結(jié)構(gòu),無論其預(yù)期目的如何,都表現(xiàn)為意外發(fā)射和接收無線電天線。我們是否想要它們。
2.即任何/所有導(dǎo)電結(jié)構(gòu)中的電壓和電流,無論其預(yù)期目的如何,都與其局部電磁(EM)場相互作用。我們是否想要它們。
這是任何/所有導(dǎo)體所做的事情,我們無能為力!
1.這同樣適用于通過附近電路的近場耦合的雜散/寄生電壓和電流; 以及來自有意發(fā)射器的遠(yuǎn)場拾取的電壓和電流,如無線電,電視,手機(jī),WiFi,藍(lán)牙等。
2.這同樣適用于導(dǎo)電結(jié)構(gòu)是否用于承載電路中的電流,或者不是 - 例如,如果它們是外殼的金屬或金屬化部件(甚至是大部分塑料外殼的部件); 裝飾金屬飾邊; 液壓,氣動,燃?xì)饣蛩埽ㄈ绻墙饘伲? 金屬支撐結(jié)構(gòu)等
3.這同樣適用于絕緣管內(nèi)的導(dǎo)電液體(例如血液,鹽水,海水等)。
4.所有時鐘數(shù)字IC,如微處理器; 包含微處理器和FPGA的ASIC和SoC現(xiàn)在從所有引腳重復(fù)發(fā)出寬帶差模噪聲電流。
5.它們從所有引腳中的每一個引出寬帶共模噪聲電流,包括所有輸入引腳,電源引腳,“靜態(tài)”輸出引腳,模擬I / O引腳和(所謂的)接地引腳。 這些頻率通常從系統(tǒng)時鐘頻率的一半或更低,一直到6GHz(或更高)。它們將來會擴(kuò)展到更高的頻率。
6.在高達(dá)6GHz的情況下,如果導(dǎo)電結(jié)構(gòu)長達(dá)12.5mm(半英寸),如果通過空氣絕緣,或者6.35mm長(四分之一英寸),如果在FR4 PCB內(nèi),則可以表現(xiàn)為非常有效的“共振意外天線” 。
有什么影響:
1.由導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(無論它們的形成意外天線意在包含計時數(shù)字IC,諸如微處理器的產(chǎn)品的功能); 包含微處理器和FPGA的ASIC和SoC導(dǎo)致難以遵守EMC輻射和抗擾度測試標(biāo)準(zhǔn)。
2.出于同樣的原因,這些意外天線在實際應(yīng)用中導(dǎo)致/遭受EMI,使得難以實現(xiàn)良好的功能性能,低保修回報,良好的客戶感知和高水平的重復(fù)銷售。(這是通過EMC測試的真正原因?。?br /> 3.為了確保導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(無論其預(yù)期目的)不是有效的意外天線,在所關(guān)注的最高頻率下,其尺寸不應(yīng)大于十分之一波長。
4.對于高達(dá)6 GHz,如果導(dǎo)體通過空氣絕緣,則表示5.0 mm;如果通過FR4 PCB材料絕緣,則表示2.5 mm。
5.為了成為非常低效的偶然天線,導(dǎo)電結(jié)構(gòu)在所關(guān)注的最高頻率下不應(yīng)具有大于波長的百分之一的任何尺寸。
6.對于6 GHz,這意味著如果用空氣絕緣則為0.5 mm,如果用FR4 PCB材料絕緣則為0.25 mm。請注意,這小于PCB中典型通孔的長度!
7.為了符合最嚴(yán)格的軍用或汽車EMC規(guī)范,即使是在最關(guān)鍵頻率下長度小于百分之一波長的導(dǎo)體,也很容易像意外天線一樣高效。
8.設(shè)計和制造包含時鐘數(shù)字IC的產(chǎn)品,如微處理器; 因此,包含微處理器和FPGA的ASIC和SoC需要密切關(guān)注非常小的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),這通常會增加總體制造成本。
要怎么解決:
1.不要將高于必要的噪聲頻率放入產(chǎn)品中不需要它們的部分。
2.這將使這些部件實現(xiàn)良好的EMC,而無需控制極小的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié),有助于降低產(chǎn)品的總體制造成本。
3.另一種看待這種情況的方法是,我們將實際需要使用這種高頻率的產(chǎn)品部分限制為最高頻率噪聲,無論它們是差模還是共模。
4.這最大限度地減少了控制非常小的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的需要,有助于降低產(chǎn)品的總體制造成本。
因此,例如,在精心設(shè)計和具有成本效益的產(chǎn)品中,我們通常會看到:
1.通過使用PCB安裝的濾波和屏蔽,可將高達(dá)幾GHz的噪聲頻率包含在較小的PCB區(qū)域內(nèi),在這些區(qū)域內(nèi),要非常小心地注意每個大于0.1mm的導(dǎo)電特征(將來會減少)。
2.其他電路板區(qū)域內(nèi)的噪聲頻率高達(dá)(比方說)100 MHz,再次使用PCB安裝的濾波和屏蔽,在這些區(qū)域內(nèi),必須非常小心地注意每個大于約5mm的特征。
3.PCB上的基帶模擬電路經(jīng)過濾波和屏蔽,以限制它們在電路板上其他位置的數(shù)字和開關(guān)電源電路所經(jīng)歷的噪聲頻率,達(dá)到它們線性運(yùn)行的最高頻率。
4.這通常不超過約50 kHz,但數(shù)據(jù)表中沒有提供有關(guān)此頻率的任何有用信息,因此必須進(jìn)行測量(在常規(guī)測試臺上很容易)。
5.產(chǎn)品外部的屏蔽電纜受到過濾和屏蔽,以承載信號或電源噪聲頻率達(dá)到屏蔽層和連接器可以處理的頻率。
6.產(chǎn)品外部的非屏蔽電纜受限于數(shù)字和開關(guān)電源電路的噪聲頻率高達(dá)10kHz(對于某些軍事或航空應(yīng)用而言較少),通過在整個產(chǎn)品外殼的水平使用屏蔽和過濾。
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