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有關(guān)電學的一個巨大誤解【官方雙語】【Veritasium真理元素】

2022-05-22 13:06 作者:laserjiang121  | 我要投稿

我之前看過這個第一期視頻,讓我對pcb走線理解有一個質(zhì)的上升,沒想到半年后還有后續(xù),解釋的更加清楚。

https://www.bilibili.com/video/BV1cQ4y1e7Lu/?spm_id_from=333.788.video.desc.click

https://www.bilibili.com/video/BV1T5411X7sK

視頻需要的知識點如下

  1. 電磁場傳播能量,而不是電流,電流是電磁場中的電場產(chǎn)生的

  2. 電磁場會主要沿著阻抗最低的路徑傳播,也就是說電磁場的方向是可以人為控制

  3. 電磁場可以無線傳輸能量,但是因為阻抗很大,效率會很低,傳到接收端的能量非常少,大部分能量在傳播過程中不知道跑到什么地方去了。無線充電和收音機的原理就是如此

下面的圖可以看到兩點

  1. 電流達到最大穩(wěn)態(tài)的時間,差不多是電線長度/光速,因為電線阻抗最低,電磁場主要能量沿著電線傳播過去

  2. 但是在穩(wěn)態(tài)之前,有一個小臺階,這個時間是(燈泡和電池之間最短間距)/光速。也就是說有兩者最小間距的阻抗很大,但是能量還有很小的一部分無線傳播過去了,所以證明他的理論是對的。

這個體現(xiàn)到pcb走線就是

1 對于低頻信號,導線就夠了,但是高頻的話,還是有一部分電磁場能量發(fā)散到大氣中,所以導線附近要有一個平面,構(gòu)成一個阻抗極其小的wave guide區(qū)域,電磁場會在這個區(qū)域傳播能量。也就是為什么信號需要參考平面

2.參考平面帶來另外一個問題,就是return current,如果參考平面不完整,或者跨平面。電流會跑到其他走線的區(qū)域,因為L * di/dt 的問題,引起電壓不穩(wěn)定,從而導致數(shù)字電路電壓噪聲。這就是也就是為什么信號需要完整參考平面




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