CN105281697A - Emi滤波器芯片插入损耗评估定量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种EMI滤波器芯片插入损耗评估定量方法。根据电路板介电常数Er，通孔的串联接地电感，采用阻抗定量模型，通过网络分析仪的端口匹配阻抗确定电路板走线阻抗Z，并采用0.5mm板厚，在电路板非走线部分加工接地通孔的方式使寄生电感最小化从而设计出精度与计算机仿真相当，可重复，适合芯片的大规模生产的评估板。克服了传统EMI滤波器芯片插入损耗评估方法在几百兆赫兹以及更高频率，由于评估电路板本身抗射频干扰差，寄生电感大，造成的评估结果与EMI滤波器芯片实际插入损耗的差距。
Description
技术领域
本发明涉及一种EMI滤波器芯片评估方法，特别涉及电子设备中的MIPI，USB及HDMI等高速接口用EMI滤波器芯片插入损耗评估定量方法。
背景技术
EMI滤波器芯片的原理如图1、2所示，由电阻、二极管构成的π型RC滤波器和由电感、二极管构成的π型LC滤波器，前级耦合射频噪声的信号经过π型滤波器的Vin端流向Vout端，800Mhz—3Ghz的噪声信号一般可以衰减25dB以上，性能好的滤波器可以衰减40dB以上，这样对于无线通讯的改善有着重大意义。
目前电子设备集成度越来越高，尤其是手机等便携式电子设备电路板，布局越来越紧凑，布线越来越密集，工作频率越来越高，这些都导致EMI对于产品质量影响的比重较以往越来越大，也就对EMI滤波器实际性能的评估要求越来越高，传统的仿真波形已经不能满足人们对于日益增长的可靠性的要求。EMI滤波器芯片最重要的指标就是插入损耗曲线，但是由于网络分析仪和EMI滤波器芯片没有直接匹配的接口，所以造成EMI滤波器产品手册一般只有插入损耗的仿真图，而无法实际评估。
发明内容
本发明的目的是提出一种EMI滤波器芯片插入损耗评估定量方法，使之实际评估EMI滤波器芯片的插入损耗。
本发明提出一种EMI滤波器芯片插入损耗评估定量方法。根据电路板介电常数Er，通孔的串联接地电感，采用阻抗定量模型，通过网络分析仪的端口匹配阻抗确定电路板走线阻抗Z，并采用0.5mm板厚，在电路板非走线部分加工接地通孔的方式使寄生电感最小化，从而实际评估EMI滤波器芯片的插入损耗。
根据阻抗定量模型Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)]，结合串联寄生电感模型1/L=（1/L1+1/L2+1/L3+…1/Ln）进行EMI滤波器芯片评估用电路板的设计步骤为：
第一步，获取电路板介电常数Er；
第二步，通过网络分析仪的端口匹配阻抗确定电路板走线阻抗Z；
第三步，通过通孔串联接地电感值与长度的经验值，即0.5mm长通孔寄生电感0.5nH确定寄生电感值的同时确认电路板厚H；
第四步，确定T为1oz；
第五步，综合以上几步确认后的值，根据阻抗定量模型推出电路板线宽W；
第六步，在此基础上进一步降低电路板通孔的串联接地电感，根据串联寄生电感模型1/L=（1/L1+1/L2+1/L3+…1/Ln），在电路板非走线部分加工接地通孔以降低电路板通孔的串联接地电感。
本发明EMI滤波器芯片插入损耗评估定量方法的优点：（1）采用了阻抗定量模型Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)]定量设计了电路板的整体布局和布线细节，使评估方法精度高，可重复，适合芯片的大规模生产。（2）通过在电路板非走线部分加工接地通孔以降低串联接地电感这项技术，使评估结果准确。（3）准确的评估有效缩短了产品的研发周期，使产品的市场竞争性更强。（4）该方法适合大规模加工，所以评估用电路板的成本低。
附图说明
图1为电阻型EMI滤波器原理框图；
图2为电感型EMI滤波器原理框图；
图3以电阻型EMI滤波器为例，说明本发明串联寄生电感模型示意图；
图4为EMI滤波器芯片插入损耗计算机仿真曲线与本发明评估定量方法实际测试曲线对比图。
Claims (2)
1.一种EMI滤波器芯片插入损耗评估定量方法，该方法根据电路板介电常数Er，网络分析仪的端口匹配阻抗，板厚H和铺铜厚度值T，通过阻抗定量模型Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)]计算电路板线宽W，然后根据串联寄生电感模型1/L=（1/L1+1/L2+1/L3+…1/Ln），在电路板非走线部分加工接地通孔，进一步降低电路板通孔的串联接地电感。
2.根据权利要求1所述的EMI滤波器芯片插入损耗评估定量方法，其特征在于：根据阻抗定量模型Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)]，结合串联寄生电感模型1/L=（1/L1+1/L2+1/L3+…1/Ln）进行EMI滤波器芯片评估用电路板的设计步骤为：
第一步，获取电路板介电常数Er；
第二步，通过网络分析仪的端口匹配阻抗确定电路板走线阻抗Z；
第三步，通过通孔串联接地电感值与长度的经验值，即0.5mm长通孔寄生电感0.5nH确定寄生电感值的同时确认电路板厚H；
第四步，确定T为1oz；
第五步，综合以上几步确认后的值，根据阻抗定量模型推出电路板线宽W；
第六步，在此基础上进一步降低电路板通孔的串联接地电感，根据串联寄生电感模型1/L=（1/L1+1/L2+1/L3+…1/Ln），在电路板非走线部分加工接地通孔以降低电路板通孔的串联接地电感。
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