Проектирование электронных промышленных устройств. Кузнецов Б.Ф. - 40 стр.

40

       На постоянном токе или низких частотах преобладает активная составляющая. При повы-
шении частоты реактивная составляющая становится все более и более значимой. В диапазоне от 1
кГц до 10 кГц индуктивная составляющая начинает оказывать влияние, и проводник более не яв-
ляется низкоомным соединителем, а скорее выступает как катушка индуктивности.
       Формула для расчета индуктивности проводника печатной платы выглядит следующим об-
разом:



где    - длина проводника,   - ширина проводника, - толщина проводника.
       Обычно, трассы на печатной плате обладают значениями от 6 нГн до 12 нГн на сантиметр
длины. Например, 10-сантиметровый проводник обладает сопротивлением 57 мОм и индуктивно-
стью 8 нГн на см. На частоте 100 кГц реактивное сопротивление становится равным 50 мОм, а на
более высоких частотах проводник будет представлять собой скорее индуктивность, чем активное
сопротивление.
       Штыревая антенна начинает ощутимо взаимодействовать с полем при своей длине около
1/20 от длины волны, а максимальное взаимодействие происходит при длине штыря, равной 1/4 от
длины волны. Поэтому 10-сантиметровый проводник из примера в предыдущем параграфе начнет
становиться довольно хорошей антенной на частотах выше 150 МГц. Необходимо помнить, что не-
смотря на то, что генератор тактовой частоты цифровой схемы может и не работать на частоте
выше 150 МГц, в его сигнале всегда присутствуют высшие гармоники. Если на печатной плате
присутствуют компоненты со штыревыми выводами значительной длины, то такие выводы также
могут служить антеннами.
       Другой основной тип антенн - петлевые антенны. Индуктивность прямого проводника силь-
но увеличивается, когда он изгибается и становится частью дуги. Увеличивающаяся индуктив-
ность понижает частоту, на которой начинает происходить взаимодействие антенны с линиями
поля. Возникновение петлевых антенн легко продемонстрировать на примере (рис. 5.4.).




                      Рис. 5.4. Пример возникновения петлевой антенны

      Вариант A - пример неправильной трассировки проводников. Петлевой контур формируется
земляным и сигнальным проводником. При прохождении тока возникают электрическое и перпен-
дикулярное ему магнитное поля. Эти поля образовывают основу петлевой антенны. Наибольшей
эффективности длина каждого проводника должна быть равно половине длины волны принимае-
мого излучения. Однако, следует не забывать, что даже при 1/20 от длины волны петлевая антенна
все еще остается достаточно эффективной.
      Вариант В - пример лучшего трассировки. Пути сигнального и возвратного тока совпадают,
сводя на нет эффективность петлевой антенны.
      Когда проводник печатной платы поворачивает на угол 90° может возникнуть отражение
сигнала. Это происходит, главным образом, из-за изменения ширины пути прохождения тока. В
вершине угла ширина трассы увеличивается в 1.414 раза, что приводит к рассогласованию характе-