集成电路芯片的EMI来源
PCB中集成电路EMI的来源主要有:数字集成电路从逻辑高到逻辑低之间转换或者从逻辑低到逻辑高之间转换过程中,输出端产生的方波信号频率导致的EMI;信号电压和信号电流电场和磁场;IC芯片自身的电容和电感等。集成电路芯片输出端产生的方波中包含频率范围宽广的正弦谐波分量,这些正弦谐波分量构成工程师所关心的EMI频率成分。较高EMI频率也称为EMI发射带宽,它是信号上升时间(而不是信号频率)的函数。计算EMI发射带宽的公式为:
F=0.35/Tr
式中,F是频率,单位是GHz;Tr信号上升时间或者下降时间,单位为ns。
从上述公式中可以看出,如果电路的开关频率为50MHz,而采用的集成电路芯片的上升时间是1 ns,那么该电路的较高EMI发射频率将达到350 MHz,远远大于该电路的开关频率。而如果IC的上升时间为500ps,那么该电路的较高EMI发射频率将高达700MHz
当IC芯片的输出在逻辑高低电平间变换时,信号电压和信号电流就会产生电场和磁场,而这些龟场和磁场的较高频率就是发射带宽。电场和磁场的强度以及对外辐射的百分比,不仅是信号上升时间的函数,同时也取决于对信号源到负载点之间信号通道上电容和电感的控制的好坏,因此,信号源位于PCB板的IC内部,而负载位于其他的IC内部,这些IC可能在PCB上,也可能不在该PCB上。为了有效地控制EMI,不仅需要关注IC芯片自身的电容和电感,同样需要重视PCB上存在的电容和电感。
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