專利名稱：印制電路板信號回流密度測量電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種印制電路板平面信號回流密度測量電路，尤其涉及一種利用電感元件來測量信號回流密度的測量電路及方法。
背景技術(shù)：
在印制電路板的設(shè)計(jì)制造中，常常會遇到各種信號混合的情況。某些信號的抗干擾能力較強(qiáng)，某些信號的抗干擾能力較差，當(dāng)干擾性較強(qiáng)的信號的回流經(jīng)過抗干擾性較差的信號區(qū)域時，會產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾現(xiàn)象，從而影響印制電路板的EMC(電磁兼容性)。要解決上述問題，那么首先就需要掌握干擾性較強(qiáng)的信號的回流密度分布，也就是說，掌握高頻信號的回流分布是設(shè)計(jì)印制電路板的關(guān)鍵。然而由于現(xiàn)有的測試技術(shù)中，往往采用電流鉗環(huán)繞被測物體，以測量被測物體中的電流，而在印制電路板平面信號回流密度的測量中，因?yàn)闊o法使用電流鉗環(huán)繞被測物體，因此不能使用該方法測量印制電路板平面信號回流密度，目前業(yè)界也還沒有相關(guān)的測量方法能測量印制電路板平面的信號回流密度。綜上可知，提供一種能夠測量印制電路板平面信號回流密度的測量電路，是目前印制電路板設(shè)計(jì)研究中的一個重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種準(zhǔn)確有效的印制電路板平面信號回流密度的測量電路及方法。
鑒于上述目的，本發(fā)明的具體方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種信號回流密度測量電路，所述測量電路包括至少一個電感裝置，所述電感兩端分別與測試儀器的輸入正負(fù)極連接，所述電感平行放置于被測印制電路板表面。
上述測量電路還可以包括互為串連的第一電感和第二電感，第一電感與第二電感垂直連接，并分別與測試儀器的輸入正負(fù)極連接。
上述電感與測試儀器之間還可以串接至少一個電阻。
一種信號回流密度測試方法，利用一信號回流密度測量電路來測量印制電路板平面信號的回流密度，所述信號回流密度測量電路包括一電感裝置，電感兩端分別與測試儀器的輸入正負(fù)極連接，所述方法包括以下步驟A.將所述電感平行放置于所述印制電路板的橫向，以測量X方向磁場分量；B.將所述電感平行放置于所述印制電路板的縱向，以測量Y方向磁場分量；C.根據(jù)X方向磁場分量和Y方向磁場分量計(jì)算出所述印制電路板平面信號的回流密度。
上述步驟C中所述印制電路板平面信號回流密度可以通過X方向磁場分量和Y方向磁場分量疊加得出。
一種信號回流密度測量方法，使用一信號回流密度測量電路來測量印制電路板平面信號的回流密度，所述測量電路包括串連的第一電感和第二電感，第一電感的另一端與第二電感的另一端分別與測試儀器的輸入正負(fù)極連接，所述方法包括將所述兩個電感平行放置于所述印制電路板互為垂直的兩個方向，以測量印制電路板平面的信號回流密度。
本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果本發(fā)明根據(jù)電磁場的理論，合理地在印制電路板平面回流密度測量中應(yīng)用電流密度與表面磁場的關(guān)系，提出了一種行之有效的印制電路板平面信號回流密度測量電路及方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)條件下無法測量回流密度的缺陷，從而使得在印制電路板的設(shè)計(jì)中可以精確地考慮信號的回流密度分布；同時，根據(jù)本發(fā)明的測量電路由于采用的是電感、電阻等常見元器件，因此本發(fā)明還具有簡單、實(shí)用，性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的測量電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的測量電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的測量電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的測量電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作出進(jìn)一步說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明主要是根據(jù)電磁場的原理，充分利用電流密度與表面磁場的關(guān)系，提出一種有效的測量印制電路板的干擾信號回流密度的電路及方法。
根據(jù)電磁場理論，在理想導(dǎo)體或良導(dǎo)體表面有以下矢量公式J→=n^×H→]]>其中J為導(dǎo)體表面電流密度，H為導(dǎo)體表面切向磁場分量，n為導(dǎo)體表面法向單位分量(切向表示與導(dǎo)體表面平行，法向表示與導(dǎo)體表面垂直)。對上述公式的兩邊求模，即可得到J＝H由上述推導(dǎo)可以得知，在實(shí)際測量中，通過測量信號回流平面的表面切向磁場分量即可得到干擾信號在平面上的回流密度分布。
第一實(shí)施例圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的測量電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
測量電路平行放置于被測印制電路板表面，包括第一電感L1和第二電感L2，L1和L2之間相互垂直或者位于接近垂直的兩個方向，用于測量X向和Y向的磁場分量，L1和L2之間通過同軸電纜連接，L1的另一端與測試儀器的正輸入極連接，L2的另一端與測試儀器的負(fù)輸入極連接，需要注意的是，測試儀器上顯示的測試數(shù)據(jù)即為印制電路板的切向磁場分量，也就是印制電路板平面信號的回流密度。在本實(shí)施例中，測試儀器選用Agilent E4440頻譜分析儀，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，利用根據(jù)本發(fā)明的測量電路，還可以選用其他合適的測試儀器，同時應(yīng)當(dāng)理解，第一電感與第二電感與測試儀器的正輸入極或者負(fù)輸入極的連接不是固定的，而是任意的。
第二實(shí)施例圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的測量電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
測量電路放置于被測印制電路板表面，包括電感L1，L1平行放置與印制電路板的橫向，電感兩端通過同軸電纜分別連接至測試儀器的輸入正負(fù)極，測試儀器可以選用HP 8594E頻譜分析儀，測試儀器上的顯示的測試數(shù)據(jù)即為印制電路板的X向磁場分量；同樣，將電感L1平行放置于印制電路板的縱向，便可以測量出印制電路板Y向的磁場分量，通過將X向和Y向的磁場分量進(jìn)行疊加運(yùn)算便可得到印制電路板表面的切向磁場分量，也就是印制電路板平面信號的回流密度。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明的測量電路中，L1所放置的方向并不一定是與PCB的一條邊平行的橫向或縱向，只需要是先后放在兩個相互垂直或接近垂直的方向即可。
第三實(shí)施例圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的信號測量電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
測量電路設(shè)置于被測印制電路板表面，測量電路包括第一電感L1、第二電感L2、第一電阻R1、L1和L2分別平行放置于印制電路板上互為垂直或接近垂直的兩個方向，用于測量X方向和Y方向磁場分量，如圖所示，L1在與測試儀器正輸入極連接之前，在L1與測試儀器之間串接第一電阻R1，在測量裝置中增加電阻R1是為了達(dá)到電路匹配作用；L2與測試儀器的負(fù)輸入極連接，上述各器件之間通過同軸電纜連接，測試儀器上顯示的數(shù)據(jù)即為印制電路板的切向磁場分量，也就是印制電路板平面信號的回流密度。所述測試儀器可以選用HP8591E頻譜分析儀。
第四實(shí)施例圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的測量電路的示意圖。
測量電路設(shè)置于被測印制電路板表面，測量裝置包括第一電感L1、第二電感L2、第一電阻R1、第二電阻R2，L1和L2分別放置于印制電路板表面互為垂直或接近垂直的兩個方向，L1和L2之間通過同軸電纜連接；如圖所示，L1在與測試儀器正輸入極連接之前，在L1與測試儀器之間串接第一電阻R1，L2在與測試儀器負(fù)輸入極連接之前，在L2與測試儀器之間串接第二電阻R2，在測試裝置中增加電阻是為了達(dá)到電路匹配作用；測試儀器上顯示的數(shù)據(jù)即為印制電路板的切向磁場分量，也就是印制電路板平面信號的回流密度。所述測試儀器可以選用HP 8591E頻譜分析儀。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種信號回流密度測量電路，其特征在于，所述測量電路包括至少一個電感裝置，所述電感兩端分別與測試儀器的輸入正負(fù)極連接，所述電感平行地放置于被測印制電路板表面。
2.如權(quán)利要求1所述的信號回流密度的測量電路，其特征在于所述測量電路包括互為串連的第一電感和第二電感，第一電感與第二電感垂直連接，并分別與所述測試儀器的輸入正負(fù)極連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的信號回流密度測量電路，其特征在于所述電感與所述測試儀器之間還串接至少一個電阻。
4.如權(quán)利要求1或2所述的信號回流密度測量電路，其特征在于所述測量電路各器件之間采用同軸電纜連接。
5.一種信號回流密度測量方法，用于測量印制電路板平面信號回流密度，其特征在于，使用一信號測量電路來測量印制電路板平面信號的回流密度，所述信號測量電路包括一電感裝置，電感兩端分別與測試儀器的輸入正負(fù)極連接，所述方法包括以下步驟A.將所述電感平行放置于所述印制電路板的橫向，以測量X方向磁場分量；B.將所述電感平行放置于所述印制電路板的縱向，以測量Y方向磁場分量；C.根據(jù)X方向磁場分量和Y方向磁場分量計(jì)算出所述印制電路板平面信號的回流密度。
6.如權(quán)利要求5所述的信號回流密度測量方法，其特征在于步驟C中所述印制電路板平面信號回流密度可以通過X方向磁場分量和Y方向磁場分量疊加得出。
7.一種信號回流密度測量方法，其特征在于，使用一信號回流密度測量電路來測量印制電路板平面信號的回流密度，所述測量電路包括串連的第一電感和第二電感，第一電感的另一端與第二電感的另一端分別與測試儀器的輸入正負(fù)極連接，所述方法包括將所述兩個電感平行放置于所述印制電路板上互為垂直的兩個方向，以測量印制電路板平面的信號回流密度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種信號回流密度測量電路，用于測量印制電路板平面信號回流密度，所述測量電路包括至少一個電感裝置，所述電感兩端分別與測試儀器的輸入正負(fù)極連接，所述電感平行放置于被測印制電路板表面。所述測量電路還可以包括互為串連的第一電感和第二電感，第一電感和第二電感相互垂直，第一電感的另一端與第二電感的另一端分別與所述測試儀器的輸入正負(fù)極連接。本發(fā)明還公開了兩種利用上述電路測量印制電路板平面信號回流密度的方法。
文檔編號G01R31/00GK1766668SQ20041009023
公開日2006年5月3日 申請日期2004年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月27日
發(fā)明者張坤 申請人:華為技術(shù)有限公司