磁场耦合的概念、产生及影响

一、什么是磁场耦合

磁场耦合是因为传导电流(conduction current)的电生磁效应而产生。我们需要信号从设计路径流通，但是外部环境所导致的寄生电感对电流提供了一个比原来路径较低阻抗的路径。

二、磁场耦合的产生

图1表示在一个PCB上的两个过孔，这两个过孔穿过上层散热鳍片(电场耦合提到过)，现在线路布线埋到4层板的不同中间层(如图2)，以改善之前讨论的电场耦合效应。通常线路布线有些位置要改变布线层以规避其他布线或组件，这样电路走向就如图 2 所示。

图1 PCB上的过孔孔

图2 PCB上的过孔(内部)

第二个过孔如果接一个无屏蔽的线缆，第一个过孔电流造成的磁力线(Magnetic fluxline)被第二个过孔撷取(如图 3 所示)，此时第二个过孔因为磁力线感应的电流而传导到线缆。因此会较容易传导电流造成潜在辐射路径。

图3 PCB板贯穿孔磁力线

三、磁场耦合的影响

假设此线缆与高频信号过孔间也有足够大的寄生电容存在，就会有一些电流会沿此路径流过(如图 4)寄生互感与寄生电容的组合更容易造成高频谐波电流流经这个无屏蔽线缆，而辐射源就因为这个回路而超标。

图4 寄生回路电流路径

实例中(图5)在排线附近有一高频过孔，如本次列举的模型来看这样极易导致磁场耦合出现辐射干扰，后面在整改中就需要屏蔽或者磁环来解决，不仅增加项目时间也增加了物料成本，最终效果还不一定能达到预期，所以能早期在源头解决是最好的方式。

图5

四、总结

所有的辐射超标都是因为有不合理的回路造成的，基于这个原理我们在实际项目布线中就要考虑好高频信号中电场耦合与磁场耦合，避免除了设计的回路外还有其它异常回路的产生。能提前考虑电、磁场耦合的影响来避免辐射干扰，后期遇到的辐射问题就会少很多。

原文标题：EMC中的磁场耦合

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审核编辑：汤梓红