电磁兼容的设计方法介绍（三）.doc

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电磁兼容的设计方法介绍（三）七\xA9p阻抗的大小
在前次的共模和异模讨论中有提到\xA9o共模Vcm电压的产生\xA9o是和共模电流及接地阻抗的大小有关\xA9o也就是VCM=ICM
XRG
一般来说Icm的电流往往不是我们所能控制\xA9o但是RG却是可以透过接地和屏蔽的方式来降低\xA9o因为能适当的降低RG\xA9o则相对的VCM就会降低\xA9o而噪声的辐射自然就跟着减小\xA9o至于要使得ICM
降低\xA9o通常要处理到时脉频率(Clock)以及IC组件上的电压\xA9o这样往往会明显影响到产品的功能和稳定性\xA9o除非不得已一般是不考虑如此的做法。
从阻抗的观点来看\xA9o首先就是要讨论到电路板上的阻抗\xA9o就是一般典型的layout走线\xA9o每英寸（Inch)约有20nH的电感存在\xA9o也就是2.45公分长的走线\xA9o其线上所存在的电感将近有20nH。
线上的阻抗跟对策有很大的关系\xA9o很多问题就在这个地方\xA9o通常要注意的有两个问题\xA9o第一个就是电感\xA9o第二个就是频率。
从电感上来说\xA9o当走线愈长则相对上的电感也就会愈高\xA9o这就是一般在Layout时常常会提到的一个观念\xA9oClock的走线要尽量短不可走的太长\xA9o不过实际的layout上也不一定是如此。
另外一个重点就是从频率的角度来看\xA9o假设信号是跑1MHz时\xA9o线上的阻抗为1Ω
\xA9o那幺当信号变成100MHz时\xA9o则线上的阻抗便不会是1Ω\xA9o可能变成100Ω
\xA9o而当信号变成1GHz时\xA9o那这时的阻抗可能达到1000Ω。这个1K
Ω的阻抗\xA9o会使得原先相对于1MHz的VCM\xA9o增加了1000倍的电压强度\xA9o也就是同样的电路layout\xA9o但是跑不同的信号频率时\xA9o整个噪声的能量是不同。
这也就是为什幺从一般的电路设计圈\xA9o往往根本无法看出EMI的问题\xA9o因为电路图上所考虑的都是Clock信号的处理\xA9o并不是针对高频谐波的噪声所规划\xA9o因此很难从产品设计的
电路图要找出EMI的问题\xA9o如果信号是跑1MHz\xA9o从电路图上可以逐步的确认其信号的流向以及特性\xA9o但是相对于1000MHz的谐波噪声\xA9o则根本完全无法从电路图中分析得来\xA9o因为它的路径和方向\xA9o并不是照着电路图的信号径流程来走。
另外一个最常被忽略的阻抗问题\xA9o就是接触压力的问题\xA9o很多金属产品在机壳接缝和密合的地方\xA9o看起来虽然皆有导通\xA9o事实上对高频的噪声来说\xA9o可能还是没有完全导通\xA9o也就是它所存在的阻抗很大。
很多人会习惯用电表\xA9o去量两个接触是否有导通\xA9o事实上电表的导通只是针对直流电去测量\xA9o这和实际上跑的100MHz或是1GHz噪声是不同的\xA9o接触压力的阻抗\xA9o会随着两金属面之间压力的增加而降低\xA9o一般来说\xA9o用销螺丝上锁来固定两金属面接触的方法\xA9o这时的压力阻抗是最小。
而常常被用来做为加强接地及屏蔽效果的铜箔或铝箔\xA9o在使用上也必须要注意\xA9o正确的铜箔贴完后\xA9o要用力的把它压平（铜箔压平时\xA9o千万别直接用手去压\xA9o容易割伤）\xA9o因为铜箔的胶虽然是导电胶\xA9o但是没有把铜箔压到很平\xA9o对高频的阻抗会有很大的差别\xA9o有时在噪声的抑制的效果甚至会差到10dB以上。
图十二即为一个图标的说明\xA9o在两个金属面之间所存在的压力阻抗\xA9o左图为两金属面并没有很强的密合压力\xA9o这时虽然低频都有导通\xA9o可是对高频的信号来说\xA9o只有部分的导通\xA9o而在右图因为两金属面间能有密合的压力存在\xA9o所以高低频的导通效果都很好。
阻抗低除了相对所产生的共模电压降低外\xA9o对于一些高频噪声导流到大的接地面上\xA9o也是有很大的帮助\xA9o在许多高噪声的组件上\xA9o一般的处理除了隔离的方式外都是用疏导的方法\xA9o如果隔离无法达到降低噪声的效果\xA9o则可以使用疏导的方式\xA9o让组件上的噪声能快速的流到大的接地面上\xA9o这时如果彼此连接的阻抗很高\xA9o则这些组件上的噪声就不容易快速的流到接地面。