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其实在很多人看来,EMC真的很迷。不知道别人怎么感觉,我自己来说的话,刚刚知道EMC是啥的时候,一脸懵逼,原来做个PCB并不是只要把线连好了就行,还要考虑这个和这个得关系影响,这个和那个的关系影响,那个和那个的关系影响,真心复杂。当然啦,马克思告诉我们,要用科学的眼光看待问题,这是对的,EMC是复杂,以毒攻毒,它再复杂,也是可以使用数学概念来解释这些的问题(说到这自行把高数好好复习一遍)。
其实运用数学来解释某个东西的存在或者概念的时候,就是对这个东西进行数学建模,它就是一个数学模型。回归到起点,不符合EMC的主要原因,还是在于出现了EMI,引起EMI的变量有很多种,基本的EMI是由于无源器件的接收或者耦合的结果。
如图,这是网上随意找的EMI传导图,其实不管是什么原因,最终还是因为电信号受到了干扰,导致的EMI的产生,最后出现EMC问题。上图的波形虽然很乱,但是始终是一个f(t)的一条函数,不管这个f(t)怎么样,它始终受t的影响。那再深入点,f(t)中,可能是包含了R(t)、L(t)、C(t)等等的函数,有点抽象,其实就是一个复合函数(是稍微复杂了点)。看出了什么名堂了吗?其实就是R、C、L的函数关系。其实如果自己经常做PCB的话应该可以知道,EMC问题,多数出现在高频情况下,而如果学过信号系统、高频通讯等课程的话,不难发现,信号频率越高,出现的问题越多。为啥呢?
在高频下,有以下等效:
平常,我们眼中可能也只会看到,一根导线连接了两个器件,期间可能中间会串联、并联一个或多个电阻,串联、并联一个或多个电容,串联电感等等。连接的可能不止是器件与器件之间,可能是器件与与结构之间?反正情况很多,但是空气往往会被我们所忽略。
1)在高频上,“电容器不仅仅是电容”。这话是怎么理解?由上面所描述的等效来看,电容,在低频下,确实只表现出电容的特性,但是在高频下,我们则需要从频域上看,电容不仅仅表现出电容的特性,还出现了电感、电阻的特性。这样电容器也可以说成是一个电阻器或者电感器,功能上,电容器的功能发生了改变,与低频下的特性不相符合。
2)同样的,也会有“电感器不仅仅是电感”。
3)“电阻器不仅仅是电阻”。
对于一个优秀的设计师来说,必须清楚无源器件的工作限值。除了按市场标准设计产品之外,采用一定的设计技术处理这些隐蔽的特性是必要的工作。
如果设计者,在设计过程中,对无源器件的看待只有低频响应,而直接忽略了高频下无源器件的高频特性,则很容易出现明显的功能问题,包括EMC没有达标,或者EMI超标等问题。很多时候,单纯看图纸是不能发现问题来源的,还需要回归到器件的使用、PCB的走线等,才能找到问题来源,也只有熟悉相关的特性规律,才能很好地解决问题。
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