《電子技術(shù)應(yīng)用》
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EMC的EM仿真:控制干擾
摘要: 做EM仿真需要復(fù)雜的軟件工具。這些仿真必須同時(shí)考慮到一個(gè)寬廣頻率范圍內(nèi)的大小特性。另外,還必須選擇一種適當(dāng)?shù)姆抡娣椒?,它可以是一種時(shí)域技術(shù),如FEM(有限元方法),或者一種基于頻率的方法,如MOM(矩量法)。對(duì)于大型問(wèn)題,需要將仿真打碎為子域,或使用漸近方案技術(shù)。
Abstract:
Key words :

  對(duì)產(chǎn)品做EM(電磁)輻射仿真有助于確保通過(guò)FCC(聯(lián)邦通信委員會(huì))與CE(歐洲合格評(píng)定)測(cè)試,使項(xiàng)目跟上計(jì)劃進(jìn)度。每款產(chǎn)品都必須做EMC(電磁兼容)測(cè)試。FCC要求的測(cè)試是,保證產(chǎn)品EM輻射不會(huì)干擾無(wú)線電、電話與電視的工作。除了EM輻射測(cè)試以外,您的產(chǎn)品還必須具備電磁抗擾度,即一個(gè)確定EM脈沖的尖峰不會(huì)顯著干擾產(chǎn)品的性能(參考文獻(xiàn)1)。

  做EM仿真需要復(fù)雜的軟件工具。這些仿真必須同時(shí)考慮到一個(gè)寬廣頻率范圍內(nèi)的大小特性(圖1)。另外,還必須選擇一種適當(dāng)?shù)姆抡娣椒?,它可以是一種時(shí)域技術(shù),如FEM(有限元方法),或者一種基于頻率的方法,如MOM(矩量法)。對(duì)于大型問(wèn)題,需要將仿真打碎為子域,或使用漸近方案技術(shù)。

圖1


       一旦擁有了強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)和正確的軟件,還必須為軟件輸入物理與電氣數(shù)據(jù),方法是采用數(shù)據(jù)庫(kù)輸入,或送入Gerber與DXF(圖形交換格式)文件格式的機(jī)械配置,并手工輸入介電常數(shù)與電路板堆疊結(jié)構(gòu)。最后,必須為軟件提供激勵(lì)數(shù)據(jù),如用Spice或S參數(shù)數(shù)據(jù),或使用對(duì)產(chǎn)品中某個(gè)子系統(tǒng)的近場(chǎng)仿真結(jié)果。

  Spice與場(chǎng)求解器

  不可能用Spice去仿真EMC,因?yàn)镾pice是一種針對(duì)Kichhoff方程的矩陣算術(shù)的計(jì)算型求解器,它采用的是分立元件的集總元素模型。最好的情況是,可以用Spice做一根有損傳輸線的建模,確定其對(duì)信號(hào)的影響,但無(wú)法給出輻射到空間中的場(chǎng)。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,需要場(chǎng)求解器做仿真(參考文獻(xiàn)2)。場(chǎng)求解器采用有限元、網(wǎng)格和迭代法,為電路設(shè)計(jì)解算Maxwell方程。EM仿真軟件必須考慮設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及使用的材料(見(jiàn)附文1“計(jì)算機(jī)的能力”)。

  嘗試用于仿真的最高頻率以及電路的大小決定了將要面對(duì)的場(chǎng)求解問(wèn)題的規(guī)模。10MHz時(shí)的波長(zhǎng)為30m,這意味著1cm的走線要比波長(zhǎng)小得多(圖2)。軟件可能要使走線與較小區(qū)段相吻合,以迭代到一種方案。30m波長(zhǎng)幾乎均勻地作用于1cm走線上。

圖2

  設(shè)想打到一艘軍艦上的一個(gè)2cm波長(zhǎng)10GHz雷達(dá)信號(hào)。場(chǎng)求解器軟件必須將軍艦分成數(shù)百個(gè)微小的網(wǎng)格,船體表面的每個(gè)平方厘米都要放入10個(gè)甚至100個(gè)網(wǎng)格。一艘金屬軍艦的表面并不是純粹反射,因此軟件必須做3維網(wǎng)格,這就有更多的計(jì)算元素,因?yàn)檫€要包括內(nèi)部區(qū)。運(yùn)行軟件的工作站需要數(shù)百G字節(jié)的內(nèi)存,用于存儲(chǔ)這些網(wǎng)格的中間計(jì)算結(jié)果,要解算覆蓋這么大面積的場(chǎng)需要花幾個(gè)月時(shí)間??梢詫?wèn)題打碎成為很多域,用迭代解算法,從而解決存儲(chǔ)器問(wèn)題,但這種方案花的時(shí)間更多。

  當(dāng)你做EMC測(cè)試時(shí),很小的機(jī)械特性也會(huì)帶來(lái)性能的大變化。蓋子上的一條縫,一根錯(cuò)誤的走線,或IC封裝上的一個(gè)鋁制散熱片,都可能使產(chǎn)品通不過(guò)EMC輻射測(cè)試。這些機(jī)械特性的作用就像天線一樣,因此它們也可能接收周?chē)哪芰?,使產(chǎn)品的電磁抗擾性能不佳。標(biāo)準(zhǔn)要求的符合性頻率是在960 MHz以上。因此,EMC的仿真是一個(gè)需要大量運(yùn)算的寬帶問(wèn)題。你必須對(duì)這些頻率都做仿真;于是,仿真一個(gè)大型系統(tǒng)要花的時(shí)間是不可接受的。即使對(duì)一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品,問(wèn)題的復(fù)雜性也足以讓人生畏。另外,還有很多現(xiàn)象也對(duì)EMI(電磁干擾)起作用,包括走線的電場(chǎng)輻射、電感的磁場(chǎng),以及電纜輻射和接受的電磁場(chǎng)。

  一個(gè)典型的EM仿真策略是將問(wèn)題切分成碎片,并且要看是相對(duì)測(cè)量還是絕對(duì)測(cè)量。你需要了解客戶使用產(chǎn)品的方式,將自己的EMC分析劃分成可管理的片斷,然后評(píng)估這些片斷相對(duì)于整個(gè)問(wèn)題的關(guān)系。疊加原則可能很有助益。據(jù)說(shuō),對(duì)于全線性系統(tǒng),兩個(gè)以上激勵(lì)在給定位置與時(shí)間上產(chǎn)生的凈響應(yīng),等于每個(gè)激勵(lì)單獨(dú)造成的響應(yīng)之和。如果三個(gè)主要貢獻(xiàn)因素影響著你的EMI特征,那么可以單獨(dú)激勵(lì)每一個(gè)因素,必要時(shí)要使用不同的技術(shù),然后將結(jié)果以RMS(均方根)方式加總,前提是它們不相關(guān)。不過(guò),有時(shí)一個(gè)系統(tǒng)會(huì)影響到另一個(gè)系統(tǒng),它們有相互作用。

  仿真了PCB(印刷電路板)后,此仿真就表述為一個(gè)輻射模型,然后將其插入到一個(gè)較大組件中。雖然你可以用類(lèi)似的信號(hào)來(lái)仿真PCB的輻射,但你可能有一些開(kāi)關(guān)電源,它不僅有電場(chǎng),也有磁場(chǎng)。圍繞這些元件有一個(gè)外殼,而產(chǎn)品伸出的電纜都是會(huì)輻射能量的天線,使產(chǎn)品無(wú)法通過(guò)EMC測(cè)試,并且也會(huì)接收能量,使電路無(wú)法通過(guò)抗擾度測(cè)試。你可能還要決定分立的輻射樣式如何加到總輻射水平上。這個(gè)決策可能揭示出非線性電路的可怕現(xiàn)實(shí),如為了獲得好的效率而將RF功率放大器驅(qū)動(dòng)到飽和狀態(tài)。疊加技術(shù)不適合于非線性系統(tǒng),它會(huì)使你低估了來(lái)自電路的輻射。

  技術(shù)的選擇

  場(chǎng)求解器公司的數(shù)學(xué)與軟件專(zhuān)家們開(kāi)發(fā)了很多方法,幫助你做EM仿真。你可以使用2維仿真程序,如HyperLynx和SIwave(信號(hào)完整性波形),評(píng)估一塊PCB的EMC。修正電路卡上的信號(hào)完整性與電源完整性問(wèn)題通常 也就修正了EMC問(wèn)題。你可以對(duì)低頻和較小的物理問(wèn)題采用時(shí)域仿真。時(shí)域技術(shù)的主要好處是:它們能使用加快算術(shù)運(yùn)算的GPU(圖形處理單元)卡。

 

  REMCom技術(shù)解決方案公司的培訓(xùn)、應(yīng)用及咨詢經(jīng)理James Stack報(bào)告說(shuō),增加一個(gè)GPU可將求解器速度提高30倍,而裝備了四個(gè)GPU卡的計(jì)算機(jī)可以將速度提高150倍。CST(計(jì)算機(jī)仿真技術(shù))公司的技術(shù)支持與工程副總裁David Johns稱(chēng),他的公司的時(shí)域求解器使用一只GPU時(shí),解決問(wèn)題的速度要快12倍。

  不幸的是,在較高頻率時(shí),時(shí)域技術(shù)不是求解EM場(chǎng)的最佳方式。對(duì)于較慢信號(hào)來(lái)說(shuō),F(xiàn)EM與時(shí)域場(chǎng)求解技術(shù)工作良好,而對(duì)較高速度和較大問(wèn)題,就是MOM與漸近求解器大展身手的地方了(表1)。明智的方法是在一臺(tái)擁有大量?jī)?nèi)存和多個(gè)CPU核心的PC工作站上,使用基于頻率的求解器。Feko和CST這類(lèi)公司使用MLFMM(多級(jí)快速多極法)技術(shù),它用少量計(jì)算功率即可解算出大型問(wèn)題。當(dāng)問(wèn)題更大,并且必須工作在高于10 GHz頻率時(shí),就必須采用可以作漸近分析的專(zhuān)用求解器。在有些仿真中,一個(gè)物理域會(huì)影響另一個(gè)物理域(見(jiàn)附文2“多物理場(chǎng)對(duì)設(shè)計(jì)的影響”)。

  來(lái)自Cadence、Mentor Graphics與Zuken公司的有些產(chǎn)品擁有為仿真軟件獲取電氣與物理信息的工具。當(dāng)用這些供應(yīng)商的工具做PCB設(shè)計(jì)時(shí),供應(yīng)商會(huì)提供有關(guān)PCB層堆疊與材料的完整描述,于是,他們的信號(hào)完整性與場(chǎng)求解器工具就可以在仿真時(shí)使用這個(gè)數(shù)據(jù)。

  另外要確保點(diǎn)工具可以接收你的PCB數(shù)據(jù)。CST與Sigrity公司可接受Cadence、Mentor、Zuken與Altium的數(shù)據(jù)庫(kù),這些工具和很多其它工具還接受ODB(開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù))++的PCB制造數(shù)據(jù),它定義了PCB的物理結(jié)構(gòu)與材料。SPEAG與2Comu這些全波仿真供應(yīng)商都熟悉3維數(shù)據(jù)庫(kù),可以接受輸入STEP(產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn))、IGES(初始圖形交換規(guī)范)、DXF,以及其它機(jī)械實(shí)體建模輸出格式(圖3)。一旦進(jìn)入了仿真程序,程序會(huì)用與方法相關(guān)的算法匹配這些實(shí)體。

圖3

  定義機(jī)械形狀以及物理設(shè)計(jì)的介電常數(shù)只是EMC分析問(wèn)題的一個(gè)部分。當(dāng)使用時(shí)域技術(shù)時(shí),只能將正確的時(shí)域波形置于走線的末端。IBIS(I/O緩沖信息規(guī)范)是一個(gè)驅(qū)動(dòng)管腳波形的時(shí)域查找表,它可以描述一只管腳上信號(hào)的上升與下降。你還必須定義管腳上的數(shù)據(jù);PBRS(偽二進(jìn)制序列)通常適用于表述一個(gè)功能產(chǎn)品上信號(hào)的頻譜成分。

  你可以使用IBIS-AMI(算術(shù)建模接口)來(lái)定義正在使用中芯片的預(yù)加重電路和均衡器,但它不能定義產(chǎn)品運(yùn)行時(shí)將出現(xiàn)的實(shí)際波形。一般情況下,只將一個(gè)PBRS用到IBIS-AMI塊中。同時(shí),你的設(shè)計(jì)可能以有數(shù)百個(gè)可能互相作用的走線(圖4)。

圖4

  S參數(shù)是在高頻下,表述EM噪聲源的頻譜成分的最佳方式。一個(gè)PCB塊的S參數(shù)表述仍然無(wú)法給出該塊將輸出的頻譜成分,除非你用產(chǎn)品正常使用時(shí)的典型信號(hào)正確地激勵(lì)了這個(gè)塊。使用針對(duì)EMC的EM仿真確實(shí)會(huì)導(dǎo)致一個(gè)“先有蛋還是先有雞”的問(wèn)題。有時(shí),正確表示輻射頻譜的唯一東西是裝在真正機(jī)箱內(nèi)的一塊工作電路板。這種情況下,當(dāng)可以對(duì)其作簡(jiǎn)單測(cè)試時(shí),問(wèn)題的仿真可能就沒(méi)有意義了,但做仿真仍很重要。你必須知道自己的仿真在哪里偏離了實(shí)際結(jié)果,并在仿真結(jié)果和實(shí)際結(jié)果之間作一個(gè)校正,這樣可以改進(jìn)自己的模型、網(wǎng)格或技術(shù)。這種方案也許無(wú)法為正在做的產(chǎn)品節(jié)省時(shí)間,但可以為下一個(gè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)節(jié)省數(shù)月甚至數(shù)年時(shí)間。從一個(gè)Spice仿真中獲得的結(jié)果創(chuàng)建了一個(gè)近場(chǎng)模型,以后可以將其輸入到一個(gè)3維求解器中,這是一種保持對(duì)自己EMC問(wèn)題控制能力的好方法。

  EM仿真的工具

  沒(méi)有一個(gè)獨(dú)立軟件可以做EMC分析。你應(yīng)該將一組軟件工具結(jié)合起來(lái),幫助應(yīng)對(duì)EMC的問(wèn)題。例如,板級(jí)工具可以保證信號(hào)走向符合你的意愿,而不致輻射到空間去。所有企業(yè)級(jí)PCB公司都有很好的場(chǎng)求解工具,能輔助獲得信號(hào)的完整性(參考文獻(xiàn)3)。Mentor Graphics公司的HyperLynx工具可能最具知名度,但Cadence、Ansoft與Zuken也有強(qiáng)大的工具,可用于有數(shù)百條或數(shù)千條走線的PCB。SiSoft公司提供類(lèi)似于HyperLynx的信號(hào)完整性工具。Sigrity Systems公司提供的軟件可作為一種點(diǎn)工具,插入到PCB流程中。此工具可發(fā)現(xiàn)電源完整性與信號(hào)完整性問(wèn)題互相影響的方式(見(jiàn)附文3“SI與電源完整性也很重要”)。一旦擁有了一塊設(shè)計(jì)良好的PCB,就必須像一名RF板設(shè)計(jì)師那樣去處理問(wèn)題。

  RF設(shè)計(jì)軟件公司包括Agilent ADS、AWR Microwave Office、Ansoft、Sonnet、CST,以及很多其它公司,它們都可以幫助你應(yīng)對(duì)難以處理的EMC分析工作。大多數(shù)這些公司還提供插入式軟 件,如Agilent的ADS中的EMPro軟件,它可以完成EM建模。這些工具還考慮了金屬箱以及電路周?chē)钠帘危梢詫?duì)設(shè)計(jì)的電氣與機(jī)械之間的關(guān)系作出評(píng)估,這是RF設(shè)計(jì)的內(nèi)在需求。RF設(shè)計(jì)者都知道,機(jī)蓋打開(kāi)后,電路的性能就有變化。RF設(shè)計(jì)工具可以對(duì)機(jī)殼的散熱開(kāi)口建模,告訴你在某個(gè)頻率下,從開(kāi)口中發(fā)出的輻射量。

 

  當(dāng)PCB工作時(shí),其激發(fā)作用產(chǎn)生的隨機(jī)場(chǎng)是一個(gè)更難應(yīng)對(duì)的問(wèn)題,但場(chǎng)求解器公司CST與Ansoft都演示了解決它的方法。你要對(duì)多根走線使用真實(shí)波形的時(shí)域仿真,去做一個(gè)仿真。然后獲取來(lái)自PCB輻射的一個(gè)近場(chǎng)表述。在源的短距離上,電場(chǎng)與磁場(chǎng)并不直接相關(guān),因?yàn)樗鼈円ㄟ^(guò)空間作波形傳播。然后,將這個(gè)近場(chǎng)結(jié)果插入到全波求解器中,就可以計(jì)算出產(chǎn)品外殼、電纜和其它機(jī)械特性的作用(圖5)。

圖5

  軟件不會(huì)思考

  采用場(chǎng)求解器的EM仿真并不能提供一劑對(duì)EMC的萬(wàn)用靈藥。此外,它們也不是解決設(shè)計(jì)災(zāi)難的魔幻精靈。場(chǎng)求解器供應(yīng)商強(qiáng)調(diào),計(jì)算機(jī)仿真只是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的一部分,而不是當(dāng)你的產(chǎn)品未通過(guò)FCC測(cè)試時(shí)才想起使用的補(bǔ)償措施。不能期望一次計(jì)算機(jī)仿真就能找出所有需要改進(jìn)的區(qū)域。但是,如果你在設(shè)計(jì)過(guò)程中,對(duì)設(shè)計(jì)各個(gè)部分使用并了解了仿真,將產(chǎn)品交給FCC和CE測(cè)試時(shí)就更坦然。很多情況下,計(jì)算機(jī)仿真中最有價(jià)值的事是教給你在一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品中EM場(chǎng)的非直觀行為。做結(jié)構(gòu)、材料和屏蔽工作有助于你理解正在發(fā)生的事情,并且可以設(shè)計(jì)出符合規(guī)范要求的產(chǎn)品。

  當(dāng)信號(hào)頻率在GHz量級(jí)時(shí),一片F(xiàn)PGA上的鰭狀散熱片也會(huì)成為一個(gè)相位陣列天線,在產(chǎn)品中輻射能量。機(jī)殼上的散熱口亦是相位天線。即使你沒(méi)有時(shí)間或預(yù)算去徹底地仿真一個(gè)電路板向3m以外輻射的電信號(hào),但仍然可以使用全波仿真。對(duì)散熱片的寬帶仿真會(huì)告訴你散熱片的諧振頻率,以及諧振的頻譜樣式。你還可以對(duì)開(kāi)口機(jī)殼作一個(gè)寬帶激勵(lì)。如果散熱片的頻率與位置會(huì)跟隨機(jī)殼的諧振,那么這些頻率就會(huì)產(chǎn)生麻煩。修正方法可能很簡(jiǎn)單,如將散熱片旋轉(zhuǎn)90度,或改變鰭片或機(jī)殼上開(kāi)口的間距。

  場(chǎng)求解器程序有陡峭的學(xué)習(xí)曲線,尤其是對(duì)那些不熟悉3維仿真的工程師(圖6)。一旦了解了軟件,就必須學(xué)習(xí)如何輸入自己的物理結(jié)構(gòu)與電氣激勵(lì)。這似乎是一個(gè)沒(méi)有盡頭的任務(wù),但一旦你通過(guò)一次仿真,準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)了自己產(chǎn)品的性能,就會(huì)看到使用仿真的吸引力(圖7)。仿真可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)評(píng)估設(shè)計(jì),而不需要花數(shù)月時(shí)間。它們并不能保證你的產(chǎn)品通過(guò)輻射與抗擾度測(cè)試,但確實(shí)能使你具備了一個(gè)相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì),強(qiáng)于那些只簡(jiǎn)單采用“試驗(yàn)性”方法,試圖使自己產(chǎn)品通過(guò)FCC與CE認(rèn)證的公司。你在產(chǎn)品的末期作測(cè)試,而此時(shí)是否交付產(chǎn)品取決于公司的情況。

圖6

圖7

  聰明的工程師們會(huì)使用軟件仿真,在設(shè)計(jì)的早期作EMC評(píng)估,從而在關(guān)鍵的產(chǎn)品發(fā)布期間避免出現(xiàn)高風(fēng)險(xiǎn)的EMC問(wèn)題。他們?nèi)孕枰髟O(shè)計(jì)與日程變更,但有充裕的時(shí)間高效地解決問(wèn)題,而不致延遲產(chǎn)品的面市。

表1


 
 參考文獻(xiàn)
1. Rako, Paul, "RFI: keeping noise out of your designs," EDN, Jan 10, 2008, pg 25.
2. Rako, Paul, "Beyond Spice: Fieldsolver software steps in for modeling high-frequency, space-constrained circuits," EDN, Jan 18, 2007, pg 41.
1. Rako, Paul, "Swimming in the channel," EDN, March 18, 2010, pg 34.

  
       附文1:計(jì)算機(jī)的能力

  當(dāng)你評(píng)估那些幫助你做EMC(電磁兼容性)的軟件包時(shí),一定要搞清楚軟件包所輸入物理模型的格式,以及它們使用了哪種PCB(印刷電路板)軟件包。向供應(yīng)商咨詢軟件表述激勵(lì)函數(shù)的方法,確認(rèn)你可以創(chuàng)建這些表述。最后,采購(gòu)適當(dāng)類(lèi)型的工作站。如果你有針對(duì)時(shí)域仿真的時(shí)間和預(yù)算,工作站就應(yīng)該有多只GPU(圖形處理單元)。如果你要做較快的頻率求解,則需要多核和多CPU機(jī)器,并且要有大的內(nèi)存,以存儲(chǔ)仿真過(guò)程中產(chǎn)生的中間結(jié)果。

  現(xiàn)代計(jì)算機(jī)一般可以在數(shù)小時(shí)內(nèi)解算復(fù)雜的產(chǎn)品,比如計(jì)算機(jī)般規(guī)模的系統(tǒng)。一個(gè)關(guān)鍵的性能是計(jì)算機(jī)一晚能夠解算多大的問(wèn)題。你可以花白天時(shí)間作設(shè)置,指定結(jié)構(gòu),然后在下班回家前讓場(chǎng)求解器運(yùn)行起來(lái)。第二天早晨,你就能夠查看結(jié)果,決定是否變更設(shè)計(jì)或重做仿真。只是要記住,處理EMC問(wèn)題的工作沒(méi)有部門(mén)界限。修正既有機(jī)械方面的也有電氣方面的,而做EMC工作的團(tuán)隊(duì)需要有權(quán)修改一切,從而解決問(wèn)題。

  附文2:多物理場(chǎng)對(duì)設(shè)計(jì)的影響

  有了經(jīng)驗(yàn) 和深思熟慮,就可以結(jié)束自己的EMC(電磁兼容性)分析,在過(guò)程的各個(gè)時(shí)點(diǎn)上,使用軟件確保通過(guò)FCC(聯(lián)邦通信委員會(huì))與CE(歐洲合格評(píng)定)測(cè)試。不過(guò)要記住,驚訝總是隨時(shí)可能降臨。“多物理場(chǎng)”這個(gè)術(shù)語(yǔ)表示了仿真中各個(gè)域的相互作用,在EMC中經(jīng)常見(jiàn)到。例如,如果RF能量加熱一個(gè)呈現(xiàn)居里點(diǎn)的材料,則仿真時(shí)不僅必須考慮材料周?chē)臻g的電氣特性,還包括材料上的熱效應(yīng)。然后還必須計(jì)算材料磁特性改變所導(dǎo)致的電場(chǎng)變化。

 

  當(dāng)產(chǎn)品機(jī)箱上的開(kāi)口影響到產(chǎn)品的熱性能和溢出RF量時(shí),就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)更常見(jiàn)的多物理場(chǎng)問(wèn)題。在這些情況下,機(jī)械工程師與電氣工程師有不同意見(jiàn),前者認(rèn)為要在機(jī)箱上采用大開(kāi)口以降低熱量,而后者則力主無(wú)開(kāi)口,以衰減EMI(電磁干擾)。Ansys與Comsol公司有多物理場(chǎng)功能的軟件可以在這些相互沖突的部門(mén)愿望之間找到折中方案。通過(guò)軟件對(duì)最優(yōu)冷卻點(diǎn)的仿真,至少能為EMC性能提供一些裕度,平息爭(zhēng)執(zhí),讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)能繼續(xù)下去。同樣,軟件并不能保證你通過(guò)FCC測(cè)試,但它提供了一種折中方法,使兩個(gè)小組可以評(píng)估進(jìn)一步的工作。

  附文3:SI與電源完整性也很重要

  場(chǎng)求解器很適合用于評(píng)估電路的SI(信號(hào)完整性)。求解器還有助于解決PCB(印刷電路板)上的電源完整性問(wèn)題。這些問(wèn)題與EMC(電磁兼容)關(guān)聯(lián)的原因是,解決了SI與電源完整性問(wèn)題,通常也就解決了輻射與電磁敏感性的問(wèn)題。

  Ansoft公司產(chǎn)品管理集團(tuán)總監(jiān)Lawrence Williams稱(chēng),SI、電源完整性以及EMC都可歸為一個(gè)“產(chǎn)品完整性”大類(lèi)之下。一般可以用一個(gè)較簡(jiǎn)單的2維求解器,輔助設(shè)計(jì)出有良好信號(hào)完整性的PCB。但EMC是一個(gè)3維、全波的場(chǎng)求解器問(wèn)題,如果優(yōu)化了電路板上的信號(hào)完整性與電源完整性,就減少了它的輻射。

  十幾年前,Mentor Graphics公司的HyperLynx工具就預(yù)測(cè)出了一塊復(fù)雜PCB在FCC(聯(lián)邦通信委員會(huì))測(cè)試中的性能。自那以后,Mentor Graphics公司從Zeeland收購(gòu)了3維場(chǎng)求解軟件,并加入到HyperLnyx中。這個(gè)方案將幫助解算承載6 GHz以上信號(hào)的過(guò)孔和連接器短腳。在這個(gè)速度上,即使PCB也需要采用3維求解器。正如信號(hào)完整性對(duì)EMC的關(guān)系一樣,降低了輻射通常也就減少了抗擾度方面的問(wèn)題。

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