管理印刷电路板上的磁耦合

让我们看看PCB上的两种类型的耦合。电容耦合或交流耦合是两个金属导体被介质隔开的现象。当然，这就是电容器的工作原理。它也被烘焙到射频耦合器的功能中。一个元素上的电场会在另一个元素上找到它的方式，这是由于它们的接近和共享边界。

什么是磁力耦合?

磁耦合是另一回事。移动的电荷会产生磁场作为副产品。磁场可能相当强大，但当受害者远离攻击者时，磁场的效果会迅速下降。

磁场的一种特殊力量是我们无法用正常的方式屏蔽它们。熔剂线将穿过铜层，几乎所有经过的东西都可能受到影响。如果需要的话，镍和铁是两种可以帮助屏蔽磁性的材料。然后，你要用真正的磁铁对抗感应磁性。嗯。

虽然你不必给它们大量的空间，但电感器或变压器周围的间隙应该考虑所有的三个维度。如果我在第一层有一个开关模式电源的感应器，我会考虑感应器下面的几层是无人区，特别是对于任何高速信号路由。

所以我们有一个靠近导体的感应场和一个向外扩散的辐射场。电流和磁场相互正交流动，随着磁场的移动缠绕着导体。我们可以用物理老师所说的右手定则求出磁通量的流动方向。

伯奇先生的课堂笔记——电流流向北极，而磁场传播与电流轴线正交。

电容耦合的至少一种应用被内置到电话和其他设备中。触摸屏将基于电容耦合方案或电阻元件捕捉手指运动。另一方面，磁力耦合器在无线充电方面的应用则是最酷的。

让电荷穿过气隙-磁学的伟大应用

第一个，手指追踪，似乎相当敏感，而第二个似乎更沉闷。当它可以给耗尽的电池充电时，就会发生严重的耦合。这是因为在充电元件和移动设备上都有一个相当大的线圈。这两个装置被锁定在所谓的共振磁耦合中。

这种频率校准允许接收单元在比典型的电感耦合更大的距离上扫除功率。与尼古拉·特斯拉时代相比，真正的进步在于效率。谐振传递的工作原理是使线圈环具有振荡电流。这就产生了一个振荡磁场。

图片来源:英国皇家研究所——迈克尔·法拉第的实验室工作，在永磁体存在的情况下，蜡纸上的铁屑揭示了磁场。

由于线圈是高共振的，任何能量放在线圈在短时间内消失。然而，如果第二个线圈靠近它，第二个线圈就能像变压器中的第二个线圈一样吸收大部分能量。这集中了能量转移到直接区域与一个简单的电路。

问题是这样的共鸣并不总是好的结果。不适当的跟踪路由可能是有害耦合噪声的根源!电源和/或接地平面的回路可以在电流在槽位周围旋转时产生振铃音。传输线或其他反射几何结构中的桩可能是电磁干扰的来源。

处理磁耦合的简单提示

PCB设计中有许多规则，以帮助减少不同电路对彼此的影响。最相关的是元素之间的间距。任何被放下的痕迹都应该考虑到所谓的b场，当电流发生变化时，b场包围着导体。

为了保持信号的完整性，我们希望避免阻抗不匹配，从而对电流流动造成障碍。通过是磁力耦合器的主要位置之一。在高数据速率下，从跟踪到桶再返回到跟踪可能会造成混乱。

一个小故事:你工作的每个工程师都有自己的优先级。有些将专注于电源形状和旁路电容的放置。在这方面做得好将缓解大多数其他问题。其他EE将争取更紧密的长度匹配或通道之间的地面轨道，以集中削减时间预算。

我有一位先生，他就是无法忍受两个通孔穿过地面上的同一个空隙。只有当两个通孔携带形成微分对的信号时才可以。其余的时间里，这是对大星等信号的公开邀请，来干扰它们的小星等兄弟。

为了把木板取出来，我一层一层地穿过它，并把尽可能多的通孔分开。即使使用相同的网，我们也想要更小的组来减少该地区其他铜浇注的开口。减少磁干扰的总体负荷需要一个又一个的小措施。了解在PCB上传播的高速总线的物理特性将使您离成功的设计工作更近一步。

磁学并不是什么新鲜事。法拉第、特斯拉、麦克斯韦等人研究这一自然现象已有相当长的时间。然而，我们仍在探索，仍在学习，仍在开发新产品，让物理学为公共利益工作。