关于信号电流回流你所需要知道的全部——不断更新中

2023-05-15 by:CAE仿真在线来源:互联网

在PCB设计中,表面上我们只看到走线的导线,从驱动端到接收端,但实际上电流总是在【环路上】才能流动,而环路电流回流的途径通常是不可见的,原因在于设计PCB的时候,为了效率,提供了通用的通道:地平面和电源平面,让你感觉没有物理线路Line,导致很不直观,这些回流平面一方面大大方便了PCB设计,另一方面即带来了不直观的问题,如果不加以控制,复杂电路很容易导致EMC等问题,可以说是掌握回流路径是PCB设计的最大基础技能之一。

1、回流是必须的,不可避免,因为任何电流都要组成闭环回路,电荷是需要平衡的,即一个点输出电流一定等于输入电流(储能元件除外,电容电感除外)

2、虽然回流不可避免,但是却是可以引导的,如何引导是一门高级技术,下面会谈到

3、我们研究回流,就是要降低回流噪声及其引起的电磁干扰,除此之外没有其他的

回流噪声是参考平面上的噪声主要的来源之一,所以有必要研究一下返回电流的路径和流经范围。

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4、这个问题涉及到如下概念

电流环路、电磁兼容EMC、最小回流路径、过孔电流、电容电感的作用、pcb电磁辐射原理、,几乎涉及整个PCB电路的核心问题,如果弄不懂会影响整个设计能力,如果弄懂了,pcb就基本掌握了。

5、回流电路一般是走最近的线路正投影方向的平面层,这样会使得环路包围的面积最小,从而辐射最小。这就是最小路径。可以从天线辐射的基本理论中得到证明。

回流路径理论知识:
PCB板上每条导线和其回路构成一个电流环路,根据电磁辐射原理,当突变的电流流过电路中的导线环路时,将在空间产生电磁场,并对其他导线造成影响,这就是我们通常所说的辐射,为了减少辐射的影响,首先应该了解辐射的基本原理和与辐射强度有关的参数。
这些环路相当于正在工作的小天线,向空间辐射磁场。
对传输线来说,感抗最小的返回路径,也就是高频电流返回路径,就在信号布线的正下方的敷铜平面上。这样的返回路径使得整个回路包围的空间面积最小,也就使得此信号形成的环形天线向空间辐射的磁场强度(或接收空间辐射的能力)最小。

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