一、什么是磁場(chǎng)耦合

磁場(chǎng)耦合是因?yàn)閭鲗?dǎo)電流(conduction current)的電生磁效應(yīng)而產(chǎn)生。我們需要信號(hào)從設(shè)計(jì)路徑流通，但是外部環(huán)境所導(dǎo)致的寄生電感對(duì)電流提供了一個(gè)比原來(lái)路徑較低阻抗的路徑。

二、磁場(chǎng)耦合的產(chǎn)生

圖1表示在一個(gè)PCB上的兩個(gè)過(guò)孔，這兩個(gè)過(guò)孔穿過(guò)上層散熱鰭片(電場(chǎng)耦合提到過(guò))，現(xiàn)在線路布線埋到4層板的不同中間層(如圖2)，以改善之前討論的電場(chǎng)耦合效應(yīng)。通常線路布線有些位置要改變布線層以規(guī)避其他布線或組件，這樣電路走向就如圖 2 所示。

圖1 PCB上的過(guò)孔孔

圖2 PCB上的過(guò)孔(內(nèi)部)

第二個(gè)過(guò)孔如果接一個(gè)無(wú)屏蔽的線纜，第一個(gè)過(guò)孔電流造成的磁力線(Magnetic fluxline)被第二個(gè)過(guò)孔擷取(如圖 3 所示)，此時(shí)第二個(gè)過(guò)孔因?yàn)榇帕€感應(yīng)的電流而傳導(dǎo)到線纜。因此會(huì)較容易傳導(dǎo)電流造成潛在輻射路徑。

圖3 PCB板貫穿孔磁力線

三、磁場(chǎng)耦合的影響

假設(shè)此線纜與高頻信號(hào)過(guò)孔間也有足夠大的寄生電容存在，就會(huì)有一些電流會(huì)沿此路徑流過(guò)(如圖 4)寄生互感與寄生電容的組合更容易造成高頻諧波電流流經(jīng)這個(gè)無(wú)屏蔽線纜，而輻射源就因?yàn)檫@個(gè)回路而超標(biāo)。

圖4 寄生回路電流路徑

實(shí)例中(圖5)在排線附近有一高頻過(guò)孔，如本次列舉的模型來(lái)看這樣極易導(dǎo)致磁場(chǎng)耦合出現(xiàn)輻射干擾，后面在整改中就需要屏蔽或者磁環(huán)來(lái)解決，不僅增加項(xiàng)目時(shí)間也增加了物料成本，最終效果還不一定能達(dá)到預(yù)期，所以能早期在源頭解決是最好的方式。

圖5

四、總結(jié)

所有的輻射超標(biāo)都是因?yàn)橛胁缓侠淼幕芈吩斐傻?，基于這個(gè)原理我們?cè)趯?shí)際項(xiàng)目布線中就要考慮好高頻信號(hào)中電場(chǎng)耦合與磁場(chǎng)耦合，避免除了設(shè)計(jì)的回路外還有其它異常回路的產(chǎn)生。能提前考慮電、磁場(chǎng)耦合的影響來(lái)避免輻射干擾，后期遇到的輻射問(wèn)題就會(huì)少很多。

原文標(biāo)題：EMC中的磁場(chǎng)耦合

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審核編輯：湯梓紅