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磁通量最小化的概念
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2009-05-15
kswind
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磁通量最小化的概念
在 PCB 中，会产生EMI 的原因很多，例如：射频电流、共模准位、接地回
路、阻抗不匹配、磁通量……等。为了掌握EMI，我们需要逐步理解这些原因和
它们的影响。虽然，我们可以直接从电磁理论中，学到造成EMI 现象的数学根
据，但是，这是一条很辛苦、很漫长的道路。对一般工程师而言，简单而清楚的
描述更是重要。本文将探讨，在PCB 上「电的来源」、Maxwell 方程式的应用、
磁通量最小化的概念。
电的来源
与磁的来源相反，电的来源是以时变的电双极（electric dipole）来建立模
型。这表示有两个分开的、极性相反的、时变的点电荷（point charges）互为相
邻。双极的两端包含着电荷的变化。此电荷的变化，是因为电流在双极的全部长
度内， 不断地流动而造成的。利用振荡器输出讯号去驱动一个没有终端的
（unterminated）天线，此种电路是可以用来代表电的来源。但是，此电路无法
套用低频的电路原理来做解释。不考虑此电路中的讯号之有限传播速度（这是依
据非磁性材料的介电常数而定），反正射频电流会在此电路产生。这是因为传播
速度是有限的，不是无限的。此假设是：导线在所有点上，都包含相同的电压，
并且此电路在任何一点上，瞬间都是均衡的。这种电的来源所产生的电磁场，是
四个变量的函数：
在 PCB 中，会产生EMI 的原因很多，例如：射频电流、共模准位、接地回
路、阻抗不匹配、磁通量……等。为了掌握EMI，我们需要逐步理解这些原因和
它们的影响。虽然，我们可以直接从电磁理论中，学到造成EMI 现象的数学根
据，但是，这是一条很辛苦、很漫长的道路。对一般工程师而言，简单而清楚的
描述更是重要。本文将探讨，在PCB 上「电的来源」、Maxwell 方程式的应用、
磁通量最小化的概念。
电的来源
与磁的来源相反，电的来源是以时变的电双极（electric dipole）来建立模
型。这表示有两个分开的、极性相反的、时变的点电荷（point charges）互为相
邻。双极的两端包含着电荷的变化。此电荷的变化，是因为电流在双极的全部长
度内， 不断地流动而造成的。利用振荡器输出讯号去驱动一个没有终端的
（unterminated）天线，此种电路是可以用来代表电的来源。但是，此电路无法
套用低频的电路原理来做解释。不考虑此电路中的讯号之有限传播速度（这是依
据非磁性材料的介电常数而定），反正射频电流会在此电路产生。这是因为传播
速度是有限的，不是无限的。此假设是：导线在所有点上，都包含相同的电压，
并且此电路在任何一点上，瞬间都是均衡的。这种电的来源所产生的电磁场，是
四个变量的函数：
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