川土微電子 | 隔離電源的輻射抑制設(shè)計(jì)參考（三）
構(gòu)建邊緣防護(hù)
電源層和地層之間 的電場(chǎng)是變化的，在 PCB 板的會(huì)向外輻射電磁干擾，稱(chēng)為邊緣效應(yīng)。將電源層內(nèi)縮，使得電場(chǎng)只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo)， 以減少向外輻射。若電源平面的邊緣到地平面的邊緣內(nèi)縮兩個(gè)平面層間距的 20 倍以上， 可以有效降低向外輻射，即 20H 法則。如圖 11 所示。
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在 PCB 四周加上一些接地的過(guò)孔，形成接地過(guò)孔防護(hù)盾，將噪聲返回到地層， 減少對(duì)外的輻射。如圖12 所示。
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過(guò)孔屏蔽墻的設(shè)計(jì)如下，效果更佳：
有一排以上的過(guò)孔；若有兩排以上， 兩排過(guò)孔盡量相互錯(cuò)開(kāi)；同一排的過(guò)孔間距不小于電磁波波長(zhǎng) λ 的二十分之一。 實(shí)際布線時(shí)， 過(guò)孔間距可以取 3mm 左右，足以對(duì)屏蔽 1GHz 以下的電磁干擾。寬頻磁珠的使用
磁珠有高頻磁珠、寬頻磁珠等不同的類(lèi)型，高頻磁珠，相應(yīng)速度快，頻段較窄，適用于特定頻段的噪聲抑制。而寬頻磁珠具有在比較寬的頻段上保持相對(duì)較高的阻抗。由于芯片頻率工作在約 70MHz，在基頻及其多倍頻處輻射干擾比較明顯。
磁珠的主要原材料為鐵氧體， 寬頻磁珠具有低頻阻抗很低， 在很寬的高頻頻段內(nèi)保持較高的阻抗。 RF 能量是疊加在直流傳輸電平上的交流成分， 直流成分是需要
的有用信號(hào)，而射頻 RF 能量卻是無(wú)用的電磁感染沿著線路和空間傳輸，形成 CE 傳導(dǎo)和 RE 輻射干擾。貼片磁珠扮演著高頻電阻的角色，允許直流信號(hào)通過(guò)，而濾除相應(yīng)頻段的交流信號(hào)。鐵氧體磁珠在高頻下的高電阻特性決定了其是一個(gè)消耗能量裝置，高頻噪聲能量在磁珠上轉(zhuǎn)化為熱能。
下面是型號(hào)為 FBG2912-601Y 的寬頻磁珠，其阻抗-頻率特性如下圖所示。
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在較高的頻段，如大于 100MHz， 磁珠的阻抗主要由電阻成分構(gòu)成，隨著頻率的升高，磁珠磁芯的磁導(dǎo)率降低，導(dǎo)致電感量減少，感抗成分減小，但是此時(shí)磁芯的損耗增加，電阻成分增加。當(dāng)高頻信號(hào)通過(guò)鐵氧體時(shí)，電磁干擾被吸收并轉(zhuǎn)化為熱能的形式消耗掉，對(duì)降低 RE 輻射有幫助。
在相對(duì)較低的頻段，如小于 10MHz， 磁珠的阻抗主要有感抗構(gòu)成，低頻時(shí)電阻成分很小。 磁芯的磁導(dǎo)率較高， 電感量相對(duì)電阻較大，電感起主要作用。 這時(shí)磁芯的損耗較小，磁珠相當(dāng)于一個(gè)低損耗、高品質(zhì)因數(shù)特性的電感。
選擇磁珠時(shí)，應(yīng)考慮在需要的頻段相對(duì)阻抗較大的阻抗。如 FBG2912-601Y 型號(hào)的磁珠，在 30MHz 到1GHz 的頻段內(nèi)都有著較高的阻抗。
此外，鐵氧體磁珠的擺放位置應(yīng)盡可能靠近干擾源的地方，如下圖所示。
應(yīng)用時(shí)，如果一個(gè)磁珠的衰減量不夠時(shí)，可以使用多個(gè)相同磁珠串聯(lián)使用， 也可以使用不同型號(hào)的磁珠串聯(lián)使用，這樣可以覆蓋更寬的頻率范圍。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2022-06-09
