Ước tính trường bức xạ từ vòng mạch PCB (chế độ vi sai)

Ước tính trường bức xạ cực đại từ vòng mạch chế độ vi sai trên PCB theo tần số, diện tích vòng, dòng điện vòng và khoảng cách.

cm²
mA
Trường bức xạ cực đại E
438.953µV/m
Trường bức xạ cực đại E
52.8484dBµV/m
Bước sóng λ
2.99792
Ranh giới trường xa λ/(2π)
0.477135
Chu vi vòng (giả định vuông) / λ
0.0421929

Nhấp vào kết quả để sao chép.

Xem ví dụ, công thức và giải thích

Ví dụ tính toán

Đầu vào: Tần số 100 MHz, Diện tích vòng A 10 cm², Dòng điện vòng I 10 mA, Khoảng cách đo r 3 m
Kết quả: Trường bức xạ cực đại E 438.953 µV/m, Trường bức xạ cực đại E 52.8484 dBµV/m, Bước sóng λ 2.99792 m, Ranh giới trường xa λ/(2π) 0.477135 m, Chu vi vòng (giả định vuông) / λ 0.0421929

Công thức

E = 1.316×10⁻¹⁴ · f² · A · I / r (f[Hz], A[m²], I[A], r[m])
Điều kiện: chu vi < λ/10, r > λ/(2π), hướng cực đại trong không gian tự do
Trên mặt phẳng đất, phản xạ có thể làm tăng đến 2× (+6 dB)

Giải thích

Với vòng nhỏ về điện (chu vi dưới λ/10), trường cực đại trong không gian tự do là E = 1.316×10⁻¹⁴·f²·A·I/r (f tính bằng Hz, A bằng m², I bằng A, r bằng m). Hằng số này suy ra từ η₀·π/c². Vì tỷ lệ với f², tăng gấp đôi tần số sẽ thêm 12 dB. Với giá trị ví dụ (100 MHz, 10 cm², 10 mA, 3 m), kết quả khoảng 439 µV/m, tức 52.8 dBµV/m.

Mẹo thực tếĐây là ước tính lý tưởng cho hướng mạnh nhất trong trường xa (r > λ/2π). Trên mặt phẳng đất, phản xạ có thể cộng thêm đến +6 dB, và bản thân dòng điện vòng và diện tích vòng thường cũng là ước tính. Hãy dùng để so sánh tương đối như "giảm một nửa diện tích là −6 dB", không dùng để đánh giá sự phù hợp; hãy xác nhận bằng phép đo. Cách khắc phục chắc chắn nhất là thu nhỏ vòng bằng cách đi tín hiệu và đường hồi về sát nhau.

Câu hỏi thường gặp

Lấy diện tích vòng và dòng điện để nhập như thế nào?

Đo trên bản vẽ layout diện tích do đường tín hiệu và đường hồi bao quanh, tính bằng cm², và nhập dòng điện tính bằng mA tại tần số hài, không phải giá trị một chiều. Nhập thêm khoảng cách đo (3 m hoặc 10 m). Với 200 MHz, 4 cm², 50 mA và 3 m, kết quả cho λ = 1.5 m, biên trường xa 0.24 m và chu vi/λ = 0.05, nên giả thiết vòng nhỏ thỏa mãn.

Ví dụ tính: 200 MHz, 4 cm², 50 mA, 3 m?

Đổi sang SI: f = 2×10⁸ Hz, A = 4×10⁻⁴ m², I = 0.05 A. E = 1.3169×10⁻¹⁴ · (2×10⁸)² · 4×10⁻⁴ · 0.05 / 3 = 3.5116×10⁻³ V/m, tức 3511.62 µV/m. Theo dB: 20·log₁₀(3511.62) = 70.91 dBµV/m. Trước khi tin kết quả, hãy kiểm tra chu vi/λ nhỏ hơn 0.1 và khoảng cách lớn hơn biên trường xa.

Ước tính này bỏ sót gì, và tỷ lệ nào đáng tin?

Thay đổi tương đối đáng tin khi vòng còn nhỏ. Giảm một nửa diện tích còn 2 cm² cho 64.89 dBµV/m (−6.02 dB); tăng khoảng cách lên 10 m cho 60.45 dBµV/m (−10.46 dB). Tăng gấp đôi tần số lên 400 MHz sẽ thêm 12.04 dB, nhưng chu vi/λ thành 0.11, vượt 0.1 nên công thức không còn đúng. Dòng điện và diện tích vòng cũng chỉ là ước tính.

Máy tính liên quan

Kết quả và bản tóm tắt chỉ để tham khảo. Khi chứng nhận và lập báo cáo thử nghiệm, hãy dùng văn bản tiêu chuẩn chính thức mới nhất và số liệu từ thiết bị đã hiệu chuẩn. Cập nhật lần cuối: 2026-11-04