如果这是IEEE EMC年度研讨会的第一天,这是一个巩固你对EMC、PI和SI的理解和参加教程的机会。尽管我已经在这个行业工作了近40年,但每当我听专家教授这些话题时,我仍然能学到一些新的东西。特别是,我从Todd Hubing关于grounded的演讲中学到了很多。
托德是克莱姆森大学的名誉教授,他已经开办了自己的培训公司,LearnEMC.他将自己多年来作为EMC工程师和教授的专业知识转化为在线学习经验,非常值得一看。
在2017年EMC研讨会上,他做了一场关于接地的演讲,将电感与EMC、PI和SI三个领域中最令人困惑和最重要的主题并驾齐驱。
“地面不是电流返回路径,”这是他演讲中最重要的信息。地是一种导体,用作测量其他电压的参考电势,不携带电流。Todd说,如果你把这个想法放在最重要的位置,就会消除大部分关于“基础”和“接地”的困惑。
正如Tom van Doren在图1中的引用所指出的,这种混乱为EMC顾问创造了大量业务。
图1。汤姆·范·多伦(Tom van Doren)喜欢指出,他的许多咨询工作都是基于行业对基础的困惑。
记住这一点,任何EMC工程师都需要掌握两项重要技能:识别产品的返回路径和建立有效的接地策略。
高频电流通常通过信号通路附近的金属返回。这意味着我们都应该设计低阻抗的返回路径,就像平面,毗邻所有的信号线。但低频回流电流对回流路径电阻的影响与回路电感一样大。这意味着并行的多个返回路径可能会为低频电流提供一个无意的返回路径,从而导致不同信号的共享公共阻抗。
一旦有一个公共阻抗,多个回流电流可以通过,就有机会从一个电流出现电压串扰到另一个电路的电压降。这就是地面回路和地面反弹噪声的起源。
当用于携带回流电流的同一平面也连接到同轴电缆的外部屏蔽时,回流平面上的电压降可能作为电压源来驱动外部屏蔽中的电流,突然之间,你就创建了一个偶极子天线。图2显示了这是如何发生的示例。
图2。回程导线中的噪声如何导致外部同轴电缆的辐射辐射。
托德为有效的接地策略提供了四条规则:
- 指定一个位置或一个非载流金属结构作为零电压基准或接地。
- 确保所有其他金属结构(包括连接电缆和大型散热器)与地电位的偏差不超过可接受的限度。
- 对于辐射发射(10s MHz或更高),此可接受的极限约为1mv。
- 为了安全起见,可接受的极限一般在10s伏特的数量级。
托德提出了最后一个临别的想法,“总是在分裂电压平面下使用坚实的‘地面’返回平面。”
您可以在Todd的网站上找到更多关于EMC/PI/Si设计最佳设计实践的指导,LearnEMC.
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Eric,你担心ML和AI…
埃里克,20年前是有原因的
太棒了,作为一个正在进行的人…
关于库克斯,有一点虽小但很重要。这是……
Keysight确实有一个学生许可项目…