电感的物理基础

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所属分类:信号完整性

     原来在高频电子线路中,电感这项参数是多么的重要,从传输线上电感,寄生电感,还有到回路电感,都是相当重要的参数,电感是影响信号质量,电源轨道塌陷的一项重要指标,以后有机会在高频电路板中还需要仔细地研究一番,不能一头雾水。

     书本上几个重要的总结:

     1. 电感至关重要,它影响信号完整性的各个方面。

     2. 电感的基本定义就是导线中有单位安培电流时,导线周围的磁力线的匝数。

     3. 所有不同种类的电感都有特殊的限定词:他们(自感和互感)指明了磁力线的导线,对导线的多大一部分(局部电感和回路电感)计算磁力线,以及包括了源自回路其他部分多有的磁力线(总电感)。

     4. 重视电感的唯一原因是感应电压:如果导线周围的磁力线匝数发生变化,导线两端就会产生电压,而且此电压与磁力线匝数变化的快慢有关。

     5. 地弹是由于流过地返回路径总电感的电流变化(dI/dt),而在地返回路径的不同部分之间感应出了电压。

     6. 减小地弹就是减小返回路径上的总电感:使用宽而短的导线,而且信号路径要尽量靠近返回路径。

     7. 要获得最低的轨道塌陷噪声,就要使芯片焊盘到去耦电容间的回路电感尽量小。回路电感最低的互联就是尽量靠近的两个宽平面。

     8. 过孔出砂孔区域会使两平面见的回路电感增加。当空闲面积约为50%时,回路电感约增加25%。

     9. 随着电流正弦的频率分量的升高,它们将现则阻抗最低的路径,这使得电流分布趋向于导线的外表面,并使信号电流和返回电流尽可能的靠近。而这使电感和频率有些相关,即随着频率的升高,电感也会下降;同时使电阻与频率有密切的联系,即电阻随频率的平方根而增加。

    10. 当电流在均匀平面附近时,即使此平面是悬空的,感应的涡流也会使电流回路的自感减小。

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