频率单位是怎么计算的(频率与波长 (Frequency & Wavelength))

100次浏览     发布时间:2024-11-05 13:45:39    

EMC领域专业工程师必须了解信号频率f[Hz]和波长λ[m]的基本知识:

电磁兼容与频率(EMC & Frequency)

波长的计算(Wavelength Calculation)

波长:裸线 vs电缆/PCB走线(Wavelength:Blankwire vs Cables & PCB Trace)

电磁兼容与频率

通常,频率f>9kHz的信号会出现EMC问题。这就是为什么大多数EMC标准不考虑f<9kHz的信号的原因。

l 传导干扰往往发生在f<30MHz。

l 辐射干扰往往发生在f>30MHz。

波长的计算:

正弦信号的频率f及其波长λ[m]具有以下关系:

而v[m/sec]是信号的传播速度,f[Hz]是信号频率。

Wavelength = 波长

Amplitude = 幅度

Angle = 角度

波长:裸线 vs电缆/PCB走线

信号传播的速度v[m/sec]取决于电磁场通过的传输介质。因此,相同的信号(频率一样)在裸线(被空气包围)与在电缆/PCB走线(被绝缘材料包围)中波长λ[m]不同。 波长λ[m]的计算方法如下:

其中v是信号传播速度,单位为[m/sec],c是光速(3E8[m/sec]),f频率 [Hz],εr是相对介电常数,μr是电磁场传播通过的介质的相对磁导率。VF称为速度系数。

裸线中的波长:

频率为f的信号沿裸线(或被空气包围的天线)的波长λ仅取决于光速c和信号频率f(v=c,因为εr=1和μr=1,因此VF=1):

电缆和PCB走线中的波长:

沿绝缘铜线或电缆或印刷电路板(PCB)走线的频率为f的信号的波长λ为:

其中c是光速(3E8[m/sec]),f是信号频率[Hz],εreff是电磁波传播通过的有效介电常数(相对介电常数)。有效介电常数εreff定义为传输线的均匀等效介电常数,即使存在不同的电介质。当绝缘材料是非磁性的,电缆和PCB的相对磁导率μr等于1.0,。因此,速度系数VF主要取决于绝缘或PCB材料的有效相对介电常数(也称为有效介电常数)εreff。

因为不同介质中电场线的数量取决于传输线的几何结构(如下图展示的微带线),有效介电常数εreff的计算取决于绝缘材料和传输线的几何形状(例如带状电缆、微带线、共面波导等),。

传输介质的速度系数VF是电磁信号的波前通过介质时的速度v[m/sec]与真空中的光速c[3E8m/sec]的比值:VF=v/c。因此,速度因子VF越小,波长λ[m]越小。下表显示了不同绝缘和PCB材料以及不同传输线类型的近似速度系数。

下表显示了与自由空间(空气)相比,不同导体(电缆、PCB)中波长的大致近似值。PCB(FR-4)和电缆中波长λ的可能假设如下:

印刷电路板:λPCB≈0.5*λ空气(假设εreff≈3.0…4.5→ VF≈0.5)。

电缆:λ电缆≈0.7*λ空气(假设εreff≈1.5…3.0→ VF≈0.7)。

*内容来自于电磁兼容学院 Academy of EMC


相关文章
  • 工行纸黄金什么意思(银行投资纸黄金好吗)
    银行投资纸黄金好吗:所谓“纸黄金”,其实就是指黄金的纸上交易。投资者的买卖交易记录只在个人预先开立的“黄金存折账户”上体现,而不必进行实物金的提取,这样就省去了黄金的运输、保管、检验、鉴定等步骤,其买入价与卖出价之间的差额要小于实金买卖的差价。纸黄金交易只是一种代表黄金的符号交易,不需要交割实物黄金
    2025-06-07 01:29:25
  • 套现的是什么意思(信用卡“取现”和“套现”不同)
    信用卡的“取现”和“套现”,两个名词相似,只有一字之差,而且都是通过信用卡获得现金,但其实两者有很大的区别——信用卡取现是信用卡固有的功能之一,而信用卡套现是指持卡人通过不正常的手段将信用卡中信用额度内的资金以现金的方式套取。套现对持卡人来说有触犯法律甚至承担刑事责任的风险。“套现”为什么存在很多人
    2025-06-06 15:17:40
  • 通货膨胀是什么意思(通俗易懂的解释什么是通货膨胀)
    通货膨胀是指一种货币购买力下降的现象。简单来说,就是同样的钱,买不了以前买得到的东西了。通货膨胀通常是由于货币供应增加,导致物价上涨。当央行大量印发货币时,市场上的货币总量会增加,但商品和服务的总量并没有增加,导致每个货币单位的价值下降。这就像是大量水注入同一容器,水的密度变得更低,每一份水的份量变
    2025-06-06 13:30:34
  • 蚊子为什么受不了空调(蚊子为什么怕空调)
    蚊子喜欢温暖湿润的环境。春季随着温度湿度的上升,蚊子会逐渐活跃。随着雨季的来临,积水的增多,蚊子繁殖季节来临。母蚊子在产卵之前,需要叮咬吸血补充蛋白质,才能顺利完成产卵。这个时候,蚊子叮咬人的频率就会上升。但是随着温度的继续上升,降雨开始减少,蚊子在夏季反而会进入一个低峰期。蚊子的密度减少,叮咬人的
    2025-05-09 13:09:41
  • 买房有什么要求和条件(买房该注意哪些方面)
    买房是人生中一项重大决策,需要考虑多方面因素。以下是一些买房时需要注意的问题:一、预算方面1. 确定购房预算• 首先要明确自己的经济实力,包括可用于购房的资金总额。这不仅包括首付款,还要考虑税费、维修基金、装修费用等后续支出。例如,如果预算有限,可能需要考虑小户型或者位置相对偏远的房源。• 要合理评
    2025-05-08 04:55:50