PCB設(shè)計(jì)：反射是怎樣影響EMI的

在信號(hào)完整性的書(shū)籍中，也會(huì)把信號(hào)完整性分為：1.信號(hào)自身傳輸?shù)膯?wèn)題（反射，損耗）；2.信號(hào)與信號(hào)之間的問(wèn)題（串?dāng)_）；3.電源問(wèn)題；4.EMC問(wèn)題?？磥?lái)EMC跟SI重疊度很高啊，確實(shí)做久了之后，發(fā)現(xiàn)其實(shí)他們都是在解決一個(gè)電磁場(chǎng)往哪兒去的問(wèn)題，解決的思路與手段都有非常大的相似性。

在PCB板上的電磁場(chǎng)，更多的還是儲(chǔ)存在電容電感中，任何一個(gè)導(dǎo)體都是電感，而任何兩個(gè)導(dǎo)體的組合都是電容。儲(chǔ)存在信號(hào)路徑與回流路徑之中的電磁場(chǎng)是我們的有效信號(hào)，儲(chǔ)存在信號(hào)路徑與其他路徑之間的是我們的串?dāng)_，還有一部分能量會(huì)散逸出去（可以理解為跑去信號(hào)路徑與PCB板外的金屬所構(gòu)成的電容中了），這一部分能量就是我們的EMI能量。

而電磁場(chǎng)也是有惰性的，哪里電容大它就呆在那里，哪里阻抗小它就往哪去，哪里的互感大就會(huì)分到更多的能量。信號(hào)發(fā)送出來(lái)，其總能量可以認(rèn)為是一定的，信號(hào)路徑與回流路徑之間分到的能量變多了，串?dāng)_和EMI也就變小了。

下面看看我們反射是怎樣影響EMI的。

如大家平時(shí)看到的圖片一樣，反射會(huì)讓信號(hào)產(chǎn)生振鈴：

（圖一）

大家平時(shí)通常說(shuō)這個(gè)波形的信號(hào)質(zhì)量不好，但其實(shí)這樣的信號(hào)的EMI也更嚴(yán)重，反射的過(guò)沖使得dI/dt變得更大了，有振鈴信號(hào)的頻譜如下圖中紅色所示：

（圖二）

信號(hào)傳輸?shù)奈锢斫Y(jié)構(gòu)沒(méi)有變化，信號(hào)某一些頻率的幅度變強(qiáng)了，輻射的能量自然也就變強(qiáng)了。

可能有的朋友會(huì)問(wèn)了：不是說(shuō)好了能量守恒嗎？這些莫名其妙多出來(lái)的能量是從哪里來(lái)的？

其實(shí)只是反射之后某一部分的電磁場(chǎng)在時(shí)間和空間上進(jìn)行了疊加，看起來(lái)增加了而已。

事實(shí)上，小陳同學(xué)確實(shí)有通過(guò)加匹配電阻成功的解決了一個(gè)醫(yī)療儀器項(xiàng)目EMI超標(biāo)的問(wèn)題，在源端加上一個(gè)50歐姆的匹配電阻之后，信號(hào)從紅色波形變成了藍(lán)色的波形：

（圖三）

可以看到，信號(hào)整體的頻譜分量明顯變小了。

而且這樣的串阻除了匹配阻抗消除反射，減小電磁場(chǎng)在某些地方的疊加，達(dá)到減小EMI能量之外，還可以從另一個(gè)方面去減小EMI能量，可以看到圖三中低頻的諧波也有較明顯的改善，而圖二中則沒(méi)有。

編輯：hfy