關于信號電流回流你所需要知道的全部——不斷更新中

2023-05-15 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

在PCB設計中,表面上我們只看到走線的導線,從驅動端到接收端,但實際上電流總是在【環(huán)路上】才能流動,而環(huán)路電流回流的途徑通常是不可見的,原因在于設計PCB的時候,為了效率,提供了通用的通道:地平面和電源平面,讓你感覺沒有物理線路Line,導致很不直觀,這些回流平面一方面大大方便了PCB設計,另一方面即帶來了不直觀的問題,如果不加以控制,復雜電路很容易導致EMC等問題,可以說是掌握回流路徑是PCB設計的最大基礎技能之一。

1、回流是必須的,不可避免,因為任何電流都要組成閉環(huán)回路,電荷是需要平衡的,即一個點輸出電流一定等于輸入電流(儲能元件除外,電容電感除外)

2、雖然回流不可避免,但是卻是可以引導的,如何引導是一門高級技術,下面會談到

3、我們研究回流,就是要降低回流噪聲及其引起的電磁干擾,除此之外沒有其他的

回流噪聲是參考平面上的噪聲主要的來源之一,所以有必要研究一下返回電流的路徑和流經(jīng)范圍。

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4、這個問題涉及到如下概念

電流環(huán)路、電磁兼容EMC、最小回流路徑、過孔電流、電容電感的作用、pcb電磁輻射原理、,幾乎涉及整個PCB電路的核心問題,如果弄不懂會影響整個設計能力,如果弄懂了,pcb就基本掌握了。

5、回流電路一般是走最近的線路正投影方向的平面層,這樣會使得環(huán)路包圍的面積最小,從而輻射最小。這就是最小路徑。可以從天線輻射的基本理論中得到證明。

回流路徑理論知識:
PCB板上每條導線和其回路構成一個電流環(huán)路,根據(jù)電磁輻射原理,當突變的電流流過電路中的導線環(huán)路時,將在空間產(chǎn)生電磁場,并對其他導線造成影響,這就是我們通常所說的輻射,為了減少輻射的影響,首先應該了解輻射的基本原理和與輻射強度有關的參數(shù)。
這些環(huán)路相當于正在工作的小天線,向空間輻射磁場。
對傳輸線來說,感抗最小的返回路徑,也就是高頻電流返回路徑,就在信號布線的正下方的敷銅平面上。這樣的返回路徑使得整個回路包圍的空間面積最小,也就使得此信號形成的環(huán)形天線向空間輻射的磁場強度(或接收空間輻射的能力)最小。

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