电磁兼容的PCB设计
PCB怎么产生射频能量
之前也说了，数学可以对EMC/EMI的问题进行概念性的描述。由于无源器件存在着隐蔽的特性，所以对PCB中RF能量的来源有必要进行研究一下。（说真这东西我活生生算了一个星期的夜晚，才弄明白了堆数学公式想表达的模型）。
说在前面，麦克斯韦方程
麦克斯韦方程组（英语：Maxwell’s equations），是英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在19世纪建立的一组描述电场、磁场与电荷密度、电流密度之间关系的偏微分方程。它由四个方程组成：描述电荷如何产生电场的高斯定律、论述磁单极子不存在的高斯磁定律、描述电流和时变电场怎样产生磁场的麦克斯韦-安培定律、描述时变磁场如何产生电场的法拉第感应定律。
（以上来自百度）
关于组成麦克斯韦方程的四个方程：
1）方程一：高斯电场定律
2）方程二：高斯磁场定律
3）方程三：法拉第定律
4）方程四：安培-麦克斯韦定律
在学习这个方程组之前，必备的知识点是：
- 积分、微分的计算
- 毕奥-萨伐尔定律：用于计算任意电流在空间中产生磁场的大小。
- 安培环路定理和安培定则（右手螺旋定则，高中学的）：用于简单的计算电流周围磁场和判断磁场方向。
- 电磁感应定律：变化的磁能生电。
- 库伦定律：两个电荷之间的静电力跟两个电荷量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，剩下的都是常数。
高斯电场定律：通过闭合曲面的电通量跟这个曲面包含的电荷量成正比。
高斯磁场定律：通过闭合曲面的磁通量跟这个曲面包含的“磁荷量”成正比。闭合曲面包含的磁通量恒为0
法拉第定律：曲面的磁通量变化率等于感生电场的环流
安培-麦克斯韦定律：变化的电通量也能产生磁。（其实这一项，是对安培定理的一个补充）。
其实用简单的话来描述麦克斯韦方程对EMI的描述，就是麦克斯韦方程描述了EMI的根本原因是时变电流，时变电流产生了电场和磁场。
电场和磁场的关系
- 电场必有磁场，有磁场必有电场。
- 电场和磁场均为矢量场，即都具有大小和方向。
- 电场为有源场，即散度不为零，磁场为无源场，散度为零。
- 存在点电荷，即单极电场（正电场和负电场）。
- 不存在磁荷，即没有单极磁子。
- 电场不存在闭合的电场线，即电场是无旋场。磁场总是存在闭合的磁场线，即磁场为有旋场。
高斯定律
定理描述：在静电场中，穿过任一封闭曲面的电场强度通量只与封闭曲面内的电荷的代数和有关，且等于封闭曲面的电荷的代数和除以真空中的电容率。
不一样的欧姆定律
麦克斯韦方程的高度概括可以认为其中四个方程可以联合成欧姆定律。其实说白了，就是将我们原来学的欧姆定律，换了一种角度去看待。
可以对比看：
时域上的欧姆定律：
U = I*R
频域上的欧姆定律：
Urf =Irf * Z（注：rf代表的是射频能量的分量，Z代表阻抗。）
来说说阻抗
标准的阻抗方程：
Z = R +jX(L) + 1/jX© = R + jwL + 1/jwC；
式中，X(L) =2πfL , X© = 1/2πFC , w = 2πf
阻抗的幅值频率的变化关系：
|Z| = √(R2 + jX2) = √(R2 + j*(X(L) - X©)^2)
结论：
- 当频率高于数千赫兹时，电抗的值通常就超过了电阻值R，电流总是沿最小阻抗Z的路径流动，最小电抗路径将成为主导因素。
- 当频率低于数千赫兹时，最小阻抗路径就是最小电阻路径。
- 每一条印制线条都具有有限大小的阻抗，线条电抗只是PCB中产生RF能量的一个原因。
