川土微電子 | 隔離電源的輻射抑制設(shè)計參考（三）
構(gòu)建邊緣防護
電源層和地層之間 的電場是變化的，在 PCB 板的會向外輻射電磁干擾，稱為邊緣效應(yīng)。將電源層內(nèi)縮，使得電場只在接地層的范圍內(nèi)傳導， 以減少向外輻射。若電源平面的邊緣到地平面的邊緣內(nèi)縮兩個平面層間距的 20 倍以上， 可以有效降低向外輻射，即 20H 法則。如圖 11 所示。
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在 PCB 四周加上一些接地的過孔，形成接地過孔防護盾，將噪聲返回到地層， 減少對外的輻射。如圖12 所示。
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過孔屏蔽墻的設(shè)計如下，效果更佳：
有一排以上的過孔；若有兩排以上， 兩排過孔盡量相互錯開；同一排的過孔間距不小于電磁波波長 λ 的二十分之一。 實際布線時， 過孔間距可以取 3mm 左右，足以對屏蔽 1GHz 以下的電磁干擾。寬頻磁珠的使用
磁珠有高頻磁珠、寬頻磁珠等不同的類型，高頻磁珠，相應(yīng)速度快，頻段較窄，適用于特定頻段的噪聲抑制。而寬頻磁珠具有在比較寬的頻段上保持相對較高的阻抗。由于芯片頻率工作在約 70MHz，在基頻及其多倍頻處輻射干擾比較明顯。
磁珠的主要原材料為鐵氧體， 寬頻磁珠具有低頻阻抗很低， 在很寬的高頻頻段內(nèi)保持較高的阻抗。 RF 能量是疊加在直流傳輸電平上的交流成分， 直流成分是需要
的有用信號，而射頻 RF 能量卻是無用的電磁感染沿著線路和空間傳輸，形成 CE 傳導和 RE 輻射干擾。貼片磁珠扮演著高頻電阻的角色，允許直流信號通過，而濾除相應(yīng)頻段的交流信號。鐵氧體磁珠在高頻下的高電阻特性決定了其是一個消耗能量裝置，高頻噪聲能量在磁珠上轉(zhuǎn)化為熱能。
下面是型號為 FBG2912-601Y 的寬頻磁珠，其阻抗-頻率特性如下圖所示。
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在較高的頻段，如大于 100MHz， 磁珠的阻抗主要由電阻成分構(gòu)成，隨著頻率的升高，磁珠磁芯的磁導率降低，導致電感量減少，感抗成分減小，但是此時磁芯的損耗增加，電阻成分增加。當高頻信號通過鐵氧體時，電磁干擾被吸收并轉(zhuǎn)化為熱能的形式消耗掉，對降低 RE 輻射有幫助。
在相對較低的頻段，如小于 10MHz， 磁珠的阻抗主要有感抗構(gòu)成，低頻時電阻成分很小。 磁芯的磁導率較高， 電感量相對電阻較大，電感起主要作用。 這時磁芯的損耗較小，磁珠相當于一個低損耗、高品質(zhì)因數(shù)特性的電感。
選擇磁珠時，應(yīng)考慮在需要的頻段相對阻抗較大的阻抗。如 FBG2912-601Y 型號的磁珠，在 30MHz 到1GHz 的頻段內(nèi)都有著較高的阻抗。
此外，鐵氧體磁珠的擺放位置應(yīng)盡可能靠近干擾源的地方，如下圖所示。
應(yīng)用時，如果一個磁珠的衰減量不夠時，可以使用多個相同磁珠串聯(lián)使用， 也可以使用不同型號的磁珠串聯(lián)使用，這樣可以覆蓋更寬的頻率范圍。
編輯：admin 最后修改時間：2022-06-09
