PCB 被動組件的隱藏特性解析 傳統上,EMC一直被視為「黑色魔術(black magic)」。其實,EMC是可以藉由數學公式來理解的。不過,縱使有數學分析方法可以利用,但那些數學方程式對實際的EMC電路設計而言,仍然太過復雜了。幸運的是,在大多數的實務工作中,工程師并不需要完全理解那些復雜的數學公式和存在于EMC規范中的學理依據,只要藉由簡單的數學模型,就能夠明白要如何達到EMC的要求。本文藉由簡單的數學公式和電磁理論,來說明在印刷電路板(PCB)上被動組件(passivecomponent)的隱藏行為和特性,這些都是工程師想讓所設計的電子產品通過EMC標準時,事先所必須具備的基本知識。導線和PCB走線導線(wire)、走線(trace)、固定架……等看似不起眼的組件,卻經常成為射頻能量的最佳發射器(亦即,EMI的來源)。每一種組件都具有電感,這包含硅芯片的焊線(bond wire)、以及電阻、電容、電感的接腳。每根導線或走線都包含有隱藏的寄生電容和電感。這些寄生性組件會影響導線的阻抗大小,而且對頻率很敏感。依據LC 的值(決定自共振頻率)和PCB走線的長度,在某組件和PCB走線之間,可以產生自共振(self-resonance),因此,形成一根有效率的輻射天線。在低頻時,導線大致上只具有電阻的特性。但在高頻時,導線就具有電感的特性。因為變成高頻后,會造成阻抗大小的變化,進而改變導線或PCB 走線與接地之間的EMC 設計,這時必需使用接地面(ground plane)和接地網格(ground grid)。導線和PCB 走線的最主要差別只在于,導線是圓形的,走線是長方形的。導線或走線的阻抗包含電阻R和感抗XL = 2πfL,在高頻時,此阻抗定義為Z = R + j XL j2πfL,沒有容抗Xc = 1/2πfC存在。頻率高于100 kHz以上時,感抗大于電阻,此時導線或走線不再是低電阻的連接線,而是電感。一般而言,在音頻以上工作的導線或走線應該視為電感,不能再看成電阻,而且可以是射頻天線。
上傳時間: 2013-10-09
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當你認為你已經掌握了PCB 走線的特征阻抗Z0,緊接著一份數據手冊告訴你去設計一個特定的差分阻抗。令事情變得更困難的是,它說:“……因為兩根走線之間的耦合可以降低有效阻抗,使用50Ω的設計規則來得到一個大約80Ω的差分阻抗!”這的確讓人感到困惑!這篇文章向你展示什么是差分阻抗。除此之外,還討論了為什么是這樣,并且向你展示如何正確地計算它。 單線:圖1(a)演示了一個典型的單根走線。其特征阻抗是Z0,其上流經的電流為i。沿線任意一點的電壓為V=Z0*i( 根據歐姆定律)。一般情況,線對:圖1(b)演示了一對走線。線1 具有特征阻抗Z11,與上文中Z0 一致,電流i1。線2具有類似的定義。當我們將線2 向線1 靠近時,線2 上的電流開始以比例常數k 耦合到線1 上。類似地,線1 的電流i1 開始以同樣的比例常數耦合到線2 上。每根走線上任意一點的電壓,還是根據歐姆定律,
標簽: 差分阻抗
上傳時間: 2013-10-20
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半導體的產品很多,應用的場合非常廣泛,圖一是常見的幾種半導體元件外型。半導體元件一般是以接腳形式或外型來劃分類別,圖一中不同類別的英文縮寫名稱原文為 PDID:Plastic Dual Inline Package SOP:Small Outline Package SOJ:Small Outline J-Lead Package PLCC:Plastic Leaded Chip Carrier QFP:Quad Flat Package PGA:Pin Grid Array BGA:Ball Grid Array 雖然半導體元件的外型種類很多,在電路板上常用的組裝方式有二種,一種是插入電路板的銲孔或腳座,如PDIP、PGA,另一種是貼附在電路板表面的銲墊上,如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA。 從半導體元件的外觀,只看到從包覆的膠體或陶瓷中伸出的接腳,而半導體元件真正的的核心,是包覆在膠體或陶瓷內一片非常小的晶片,透過伸出的接腳與外部做資訊傳輸。圖二是一片EPROM元件,從上方的玻璃窗可看到內部的晶片,圖三是以顯微鏡將內部的晶片放大,可以看到晶片以多條銲線連接四周的接腳,這些接腳向外延伸並穿出膠體,成為晶片與外界通訊的道路。請注意圖三中有一條銲線從中斷裂,那是使用不當引發過電流而燒毀,致使晶片失去功能,這也是一般晶片遭到損毀而失效的原因之一。 圖四是常見的LED,也就是發光二極體,其內部也是一顆晶片,圖五是以顯微鏡正視LED的頂端,可從透明的膠體中隱約的看到一片方型的晶片及一條金色的銲線,若以LED二支接腳的極性來做分別,晶片是貼附在負極的腳上,經由銲線連接正極的腳。當LED通過正向電流時,晶片會發光而使LED發亮,如圖六所示。 半導體元件的製作分成兩段的製造程序,前一段是先製造元件的核心─晶片,稱為晶圓製造;後一段是將晶中片加以封裝成最後產品,稱為IC封裝製程,又可細分成晶圓切割、黏晶、銲線、封膠、印字、剪切成型等加工步驟,在本章節中將簡介這兩段的製造程序。
上傳時間: 2014-01-20
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電路板故障分析 維修方式介紹 ASA維修技術 ICT維修技術 沒有線路圖,無從修起 電路板太複雜,維修困難 維修經驗及技術不足 無法維修的死板,廢棄可惜 送電中作動態維修,危險性極高 備份板太多,積壓資金 送國外維修費用高,維修時間長 對老化零件無從查起無法預先更換 維修速度及效率無法提升,造成公司負擔,客戶埋怨 投資大量維修設備,操作複雜,績效不彰
上傳時間: 2013-10-26
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為了提高太陽能光伏組件的充電效率以及適應外界氣候變化,設計了一套具有自適應四種充電模式且具備最大功率點跟蹤的太陽能充電控制系統。該系統采用意法半導體公司的STM32FL03VC作為控制系統的核心,監控整個系統的正常工作,具有浮充、防過充功能。硬件設計采用高精度的集成芯片,使得系統設計簡易精確、集成度更高。測試結果表明,該控制器能實時跟蹤最大功率點,正確監控蓄電池各充電模式,充電效率高,性能可靠。
上傳時間: 2013-10-10
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為了推進光伏發電技術應用到居民家居生活中,提出了一套適用于家用小功率電器工作的光伏逆變系統。系統采用意法半導體公司的STM32F103VC作為控制系統的核心,運用軟件方式產生SPWM波。逆變主拓撲回路采用兩級全橋變換器,中間環節配合高頻變壓器升壓。與傳統的逆變器設計思路不同,前級全橋變換器采用SPWM波控制實現逆變取代以往恒定脈寬PWM控制,后級變換器作為頻率50 Hz翻轉開關來重構正弦波。該系統可將太陽能電池板輸出的12 V電壓轉換為適用于家用電器工作的220 V/50 Hz交流電。
上傳時間: 2013-11-17
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諸如電信設備、存儲模塊、光學繫統、網絡設備、服務器和基站等許多復雜繫統都采用了 FPGA 和其他需要多個電壓軌的數字 IC,這些電壓軌必須以一個特定的順序進行啟動和停機操作,否則 IC 就會遭到損壞。
上傳時間: 2014-12-24
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LTC3524 的 2.5V 至 6V 輸入電源範圍非常適合於那些從鋰離子電池或者多節堿性或鎳電池供電的便攜式設備。LCD 和 LED 驅動器的工作頻率均為 1.5MHz,因而允許使用纖巧、低成本的電感器和電容器。
上傳時間: 2013-11-22
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由於性電池容易購買而且價格相對便宜,因此它為人們帶來了方便,並且成為了便攜式儀器以及室外消遣娛樂設備的電源選擇。
上傳時間: 2014-01-07
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LTC®4223 是一款符合微通信計算架構 (MicroTCA) 規範電源要求的雙通道熱插拔 (Hot Swap™) 控制器,該規範於近期得到了 PCI 工業計算機制造商組織 (PICMG) 的批準。
上傳時間: 2014-12-24
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