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从天线设计角度看覆铜的利弊（转载
2017-08-01 22:10
所谓覆铜，就是将PCB上闲置的空间作为基准面，然后用固体铜填充，这些铜区又称为灌铜。覆铜的意义在于，减小地线阻抗，提高抗干扰能力；降低压降，提高电源效率；与地线相连，还可以减小环路面积。也出于让PCB 焊接时尽可能不变形的目的，大部分PCB 生产厂家也会要求PCB 设计者在PCB 的空旷区域填充铜皮或者网格状的地线，覆铜如果处理的不当，那将得不偿失，究竟覆铜是“利大于弊”还是“弊大于利”？
下面的测量结果是利用EMSCAN电磁干扰扫描系统获得的，EMSCAN能使我们实时看清电磁场的分布，它具有1218个近场探头，采用电子切换技术，高速扫描PCB产生的电磁场。是世界上唯一采用阵列天线和电子扫描技术的电磁场近场扫描系统，也是唯一能获得被测物完整电磁场信息的系统。 先看一个实测的案例，在一块多层PCB上，工程师把PCB的周围敷上了一圈铜，如图1所示。在这个敷铜的处理上，工程师仅在铜皮的开始部分放置了几个过孔，把这个铜皮连接到了地层上，其他地方没有打过孔。  频率22.894Mhz PCB不良接地的敷铜产生的电磁场 在高频情况下，印刷电路板上的布线的分布电容会起作用，当长度大于噪声频率相应波长的1/20时，就会产生天线效应，噪声就会通过布线向外发射。 从上面这个实际测量的结果来看，PCB上存在一个22.894MHz的干扰源，而敷设的铜皮对这个信号很敏感，作为“接收天线”接收到了这个信号，同时，该铜皮又作为“发射天线”向外部发射很强的电磁干扰信号。 我们知道，频率与波长的关系为f= C/λ。 式中f为频率，单位为Hz，λ为波长，单位为m，C为光速，等于3×108米/秒 对于22.894MHz的信号，其波长λ为：3×108/22.894M=13米。λ/20为65cm。本PCB的敷铜太长，超过了65cm，从而导致产生天线效应。 目前，我们的PCB中，普遍采用了上升沿小于1ns的芯片。假设芯片的上升沿为1ns，其产生的电磁干扰的频率会高达fknee = 0.5/Tr =500MHz。对于500MHz的信号，其波长为60cm，λ/20=3cm。也就是说，PCB上3cm长的布线，就可能形成“天线”。 所以，在高频电路中，千万不要认为，把地线的某个地方接了地，这就是“地线”。一定要以小于λ/20的间距，在布线上打过孔，与多层板的地平面“良好接地”。 对于一般的数字电路，按1cm至2cm的间距，对元件面或者焊接面的“地填充”打过孔，实现与地平面的良好接地，才能保证“地填充”不会产生“弊”的影响。 由此，我们进行如下延伸：
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