印刷电路板上被动组件隐藏行为及特性解析方案

变压器

变压器通常存在于电源供应器中，此外，它可以用来对数据讯号、I/O连结、供电接口做绝缘。根据变压器种类和应用的不同，在一次侧(primary)和二次侧(secondary)线圈之间，可能有屏蔽物(shield)存在。此屏蔽物连接到一个接地的参考源，是用来防止此两组线圈之间的电容耦合。

变压器也广泛地用来提供共模(common mode;CM)绝缘。这些装置根据通过其输入端的差模(differential mode;DM)讯号，来将一次侧线圈和二次侧线圈产生磁性连结，以传递能量。其结果是，通过一次侧线圈的CM电压会被排拒，因此达到共模绝缘的目的。不过，在制造变压器时，在一次侧和二次侧线圈之间，会有讯号源电容存在。当电路频率增加时，电容耦合能力也会增强，因此破坏了电路的绝缘效果。若有足够的寄生电容存在的话，高频的射频能量(来自快速瞬变、ESD、雷击……等)可能会通过变压器，导致在绝缘层另一端的电路，也会接收到此瞬间变化的高电压或高电流。

上面已经针对各种被动组件的隐藏特性做了详尽的说明，底下将解释为何这些隐藏特性会在PCB中造成EMI。

浅谈电磁理论

上述的被动组件具有隐藏特性，而且会在PCB中产生射频能量，但为何会如此呢?为了了解其原由，必须明白Maxwell方程式。Maxwell的四个方程式说明了电场和磁场之间的关系，而且它们是从Ampere定律、Faraday定律、和Gauss定律推论而来的。这些方程式描述了在一个闭回路环境中，电磁场强度和电流密度的特性，而且需要使用高等微积分来计算。因为Maxwell方程式非常的复杂，在此仅做简要的说明。其实，PCB布线工程师并不需要完全了解Maxwell方程式的详细知识，只要了解其中的重点，就能完成EMC设计。完整的Maxwell方程式条列如下：