《電子技術(shù)應(yīng)用》
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5G仿真解決方案 | EMC仿真的藝術(shù)性與工程性

2019-09-26
關(guān)鍵詞: 5G EMC

  5G時(shí)代背景下,,各行各業(yè)都面臨創(chuàng)新升級,無疑需要借助5G高速航道彎道超車,,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的巨大成功,。智慧系列場景,,物聯(lián)網(wǎng),,AI,、自動(dòng)駕駛、大數(shù)據(jù)運(yùn)算等新興技術(shù)的蓬勃發(fā)展,,使得電子設(shè)備的形式多樣,,數(shù)量眾多,全頻帶覆蓋,,電磁環(huán)境急劇惡化,,隨之帶來的挑戰(zhàn)就是要在如此復(fù)雜而惡劣的電磁環(huán)境之下,設(shè)計(jì)出依然滿足電磁兼容性EMC認(rèn)證要求的高性能產(chǎn)品,。因此,,EMC設(shè)計(jì)是當(dāng)今復(fù)雜電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中極其重要的一環(huán)。

  什么是EMC?

  EMC 是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力,,也就是我們常說的電磁兼容,;該定義包含兩層含義,即該設(shè)備應(yīng)具備一定的電磁抗擾能力(EMS),并且自身產(chǎn)生的電磁騷擾不能對其他電子產(chǎn)品產(chǎn)生過大的影響,,即電磁騷擾能力( EMI),。這種能力,是整個(gè)電子系統(tǒng)的內(nèi)部及外部表現(xiàn),,可以稱得上既要能做到安內(nèi),,也要能做到抵外。各行業(yè)有其對應(yīng)的EMC認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),,如何通過相關(guān)電磁兼容性認(rèn)證幾乎是所有帶電產(chǎn)品需要面臨的問題,。

  通常我們理解一個(gè)EMC問題是從其關(guān)鍵三要素出發(fā):干擾源、傳播路徑,、受擾體,。

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  對于傳統(tǒng)的測試來說,當(dāng)在EMC實(shí)驗(yàn)室或者暗室測試發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不滿足相應(yīng)EMC認(rèn)證要求時(shí),,或者發(fā)現(xiàn)電子系統(tǒng)中存在被干擾的受擾體時(shí),,想要解決這類問題,也是從這三要素去思考解決辦法:

  降低干擾源強(qiáng)度:干擾的源頭在哪里,?一般電子設(shè)備干擾源是時(shí)鐘芯片,,開關(guān)器件,高速芯片,,電源,,汽車機(jī)電電力系統(tǒng)中還有火花塞、電機(jī),、電磁閥,、繼電器等。我們思考的問題是有沒有辦法去降低這些干擾源的干擾強(qiáng)度,?如果有,,通常是降低驅(qū)動(dòng)能力,降低開關(guān)頻率,,降低功率等,,以犧牲一定的電性能來提升EMC兼容性。

  優(yōu)化傳播路徑:噪聲的傳播路徑在哪里,?當(dāng)降低噪聲源強(qiáng)度有難度或者不能很好地去滿足EMC性能時(shí),,這時(shí)可以選擇從傳播路徑上進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,,分析噪聲的傳播路徑在哪里?怎么去阻止噪聲的傳播,,而通常傳播路徑主要分兩種:

  傳導(dǎo)路徑:如電源導(dǎo)線,、信號導(dǎo)線、接地系統(tǒng),、線纜,、PCB走線、連接器等,,這種途徑通常采用的是電路的濾波處理,,將諧波噪聲濾除

  輻射路徑:主要是電路板的輻射、線纜的輻射,、殼體縫隙的輻射,、電磁場近場耦合等,通常采用屏蔽接地,、貼吸波材料等

  保護(hù)受擾體:發(fā)現(xiàn)被干擾的對象之后,,有時(shí)從電路層面上保護(hù)受擾對像,如濾波,,鉗位等,,有時(shí)從空間電磁場層面保護(hù)受擾對象,如隔離,、屏蔽接地等,。

  EMC之于產(chǎn)品設(shè)計(jì)

  傳統(tǒng)的EMC設(shè)計(jì)通常是產(chǎn)品做出來之后測試,發(fā)現(xiàn)問題再去解決問題,,分析思路雖然有了,,但是,當(dāng)我們面臨一個(gè)龐大而復(fù)雜的電子系統(tǒng)時(shí),,要去找到干擾源或者阻止傳播路徑不是一件容易的事情,,因?yàn)樵肼曉纯赡苡袔讉€(gè)甚至幾十個(gè),傳播路徑更是相當(dāng)復(fù)雜,,即有傳導(dǎo)又有輻射,,你會(huì)很難通過后期的調(diào)試去解決所有的問題。

  EMC設(shè)計(jì)直接關(guān)系到產(chǎn)品的穩(wěn)定性,、安全性,、可靠性等,是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中,,必須邁過去的一道坎,。有什么方式可以在前期設(shè)計(jì)階段就解決這類EMC設(shè)計(jì)問題嗎?答案就是借助先進(jìn)的仿真技術(shù)。

  利用計(jì)算機(jī)軟件虛擬仿真技術(shù)完成對產(chǎn)品的研發(fā)及更新迭代,,這已經(jīng)是當(dāng)今高科技企業(yè)普遍采取的技術(shù)手段,。電磁兼容問題,也可以利用仿真技術(shù)完成虛擬分析和優(yōu)化設(shè)計(jì),,在設(shè)計(jì)的前期,、中期,以及到產(chǎn)品的調(diào)試階段,,都可以利用仿真技術(shù),輔助我們完成復(fù)雜設(shè)備,,復(fù)雜環(huán)境的多種多樣的電磁兼容問題,。

  EMC仿真的藝術(shù)性與工程性

  EMC仿真分析,像是一個(gè)藝術(shù)創(chuàng)作的過程,,因?yàn)椴煌墓こ處?,對產(chǎn)品系統(tǒng)的認(rèn)知程度不同、對EMC仿真思路不同,、對軟件功能認(rèn)識不同,,建立的模型也會(huì)不同。因而仿真的結(jié)果也不一樣,,這是EMC仿真工作的藝術(shù)特性,,有著仁者見仁智者見智的意思。

  但它又不僅僅是一門藝術(shù),,因?yàn)榧词共煌墓こ處熃⒉煌哪P?,仿真得出不同的結(jié)果,只要正確掌握了仿真技術(shù)以及EMC有關(guān)的理論和設(shè)計(jì)思路,,依然能夠仿真分析得出對產(chǎn)品的EMC性能提升非常有價(jià)值的優(yōu)化指導(dǎo),,或者整改措施,從而體現(xiàn)EMC仿真的工程性,。

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  此外,,EMC仿真又跟天線、電機(jī),、高速信號完整性等領(lǐng)域的仿真技術(shù)有所不同,。這些領(lǐng)域追求的是與測試結(jié)果的一致性,正確反映產(chǎn)品設(shè)計(jì)現(xiàn)狀,。而面對復(fù)雜系統(tǒng)的整機(jī)EMC仿真,,例如產(chǎn)品包含機(jī)殼、各種數(shù)字處理板,,射頻電路,,電源電路板,線纜線束以及各種連接器,、結(jié)構(gòu)件等,,這時(shí)候EMC仿真的真正目的,,并非是獲得與EMC測試結(jié)果或者現(xiàn)象非常一致的仿真結(jié)果,而是應(yīng)該以盡可能簡單的模型反映產(chǎn)品關(guān)鍵設(shè)計(jì)因素,,從而在最短的計(jì)算時(shí)間內(nèi)獲得對產(chǎn)品EMC性能有益的優(yōu)化設(shè)計(jì)或整改措施,。

  EMC仿真沒有想象那么難

  有時(shí)候我們并不一定能夠獲取系統(tǒng)當(dāng)中的某些電子部件模型/數(shù)據(jù)用于建模仿真,甚至大多數(shù)都獲取不到,,但是,,因?yàn)槲覀冏非蟮哪繕?biāo)并非是要與測試結(jié)果保持一致,而是解決/優(yōu)化EMC問題,,所以某些部件模型的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)并不會(huì)顯得那么重要,,可以利用替代模型甚至可以不用。

  例如:一個(gè)電路板上電源芯片對模擬電路存在干擾,,我們可能無法獲得這些外購的DC/DC噪聲器件模型及其輸出噪聲,,但我們可以考慮從傳播路徑的角度來優(yōu)化這些噪聲器件對敏感電路的干擾問題,優(yōu)化電路板設(shè)計(jì),,包含器件的布局與布線,。用軟件數(shù)值運(yùn)算技術(shù),幫我們定量計(jì)算復(fù)雜的PCB噪聲耦合,,從仿真結(jié)果中可以找到優(yōu)化改善干擾問題的辦法與措施,。

  又或者整機(jī)輻射發(fā)射超標(biāo)問題,如果是外殼通風(fēng)口電磁泄露導(dǎo)致的,,無需建立內(nèi)部各種噪聲源模型,,完全可以單獨(dú)對機(jī)殼進(jìn)行建模分析,優(yōu)化通風(fēng)孔設(shè)計(jì)策略,,從而達(dá)到滿足EMC性能指標(biāo)的目的,,當(dāng)然你也可以對內(nèi)部噪聲源進(jìn)行建模優(yōu)化分析,同樣可以起到提升整機(jī)EMC性能,,這是EMC仿真的特殊性,,也是它的藝術(shù)性。

  面對一個(gè)復(fù)雜電子系統(tǒng),, EMC仿真究竟該如何去做,?最好是能在產(chǎn)品研發(fā)前期,采用逐一攻破的策略進(jìn)行建模仿真,,將復(fù)雜系統(tǒng)問題簡單化,,主要可以分為以下幾個(gè)主要部分:

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  PCB的EMC分析

  隔離度,電源濾波,,輻射,,傳導(dǎo)、時(shí)鐘干擾,ESD,,接地,、高速串?dāng)_等

  線纜的EMC分析

  布局、輻射,、捆扎耦合,,接地等

  機(jī)殼的EMC分析

  屏蔽效能、諧振分布,、器件部件,、電磁泄露等

  接地系統(tǒng)EMC分析

  接地阻抗、共地阻抗,、接地噪聲等

  整機(jī)系統(tǒng)的EMC分析

  輻射發(fā)射,,輻射抗擾等

  環(huán)境級EMC分析

  RFI, 天線共址,收發(fā)靈敏度等

  一般最后再考慮做整機(jī)系統(tǒng)的EMC仿真,,這樣拆分的好處是建模簡單,問題好定位,,優(yōu)化措施有針對性,,建模仿真效率高,從概念設(shè)計(jì)到后期產(chǎn)品調(diào)試都可以進(jìn)行模型的建立與分析,,最重要的還是在產(chǎn)品的EDA/CAD開發(fā)階段,,這時(shí)候可選的優(yōu)化設(shè)計(jì)措施會(huì)更多,模型數(shù)據(jù)會(huì)更充分,。

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  通用的EMC仿真體系架構(gòu)

  如前所述,,EMC仿真與一般的復(fù)現(xiàn)性仿真不同,因此,,相對而言,,EMC仿真涉及面更廣,挑戰(zhàn)也更大,。好在現(xiàn)代仿真技術(shù)經(jīng)過幾十年突飛猛進(jìn)的發(fā)展,,已經(jīng)到了比較成熟的階段,可以解決大部分的問題,。

  下圖是ANSYS基本的場路協(xié)同仿真配置框圖,,各個(gè)模塊各司其職,相互配合,,以場路協(xié)同的核心思路建立各種部件及系統(tǒng)的模型,,包括電路、電磁場,,從而獲得相應(yīng)的傳導(dǎo)/輻射仿真結(jié)果,。配合選項(xiàng)模塊,如參數(shù)掃描、自動(dòng)優(yōu)化,,高性能計(jì)算等功能,,可以極大提升EMC仿真的計(jì)算效率,優(yōu)化效率,,從而提高工作效率,,縮短研發(fā)周期。

  ANSYS場路協(xié)同的仿真框架

  ANSYS的仿真體系架構(gòu)提供了從芯片,、封裝,、磁性器件、機(jī)電系統(tǒng),、PCB系統(tǒng),、整機(jī)/整車系統(tǒng)到環(huán)境級系統(tǒng)的建模能力,不同客戶關(guān)注的不同EMC問題都能在這里找到對應(yīng)的解決方案,,同時(shí)具備電磁,、流體、結(jié)構(gòu)多物理場耦合仿真能力,,是全面而強(qiáng)大的體系架構(gòu),。

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  ANSYS完整的EMC建模能力一覽

  常見EMC問題案例分析

  EMC仿真的案例不勝枚舉,以下是幾個(gè)比較常見的EMC仿真應(yīng)用示例,。

  1

  電路板的電磁輻射

  電路板是電子系統(tǒng)的中樞神經(jīng),,在產(chǎn)品EMC性能中有著舉足輕重的地位,而且也是主要的噪聲源之一,,當(dāng)電路板開關(guān)器件工作,,高速信號傳輸,電源波動(dòng)時(shí)就可能造成電路板的對外電磁輻射,,這些輻射能量耦合到機(jī)殼縫隙,、通風(fēng)口、線纜線束上時(shí)就很可能造成整機(jī)輻射發(fā)射指標(biāo)超標(biāo)問題,,首先想到的優(yōu)化思路就是對PCB這個(gè)噪聲源進(jìn)行噪聲抑制,,影響PCB電路系統(tǒng)EMI性能的因素有很多,所以不同的工程師設(shè)計(jì)的電路板的EMC性能也表現(xiàn)不一,,這里面包括:

  關(guān)鍵芯片/器件的布局

  疊層的設(shè)計(jì)

  電容擺放策略/容值選擇,、

  高速信號布線

  電源/地的布線

  電源地過孔的設(shè)計(jì)

  材料及工藝選擇

  其他……

  完成一個(gè)良好的PCB必須要考慮到信號完整性、電源完整性以及電磁兼容性問題,,通過SIwave可以快速建立整板PCB模型,,進(jìn)行各項(xiàng)有關(guān)于SI/PI/EMC性能的功能仿真分析,以及自動(dòng)優(yōu)化分析工具,,可以方便定位PCB的噪聲,,抑制噪聲強(qiáng)度,、提升產(chǎn)品EMC性能。

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  PCB輻射優(yōu)化前后對比-近場遠(yuǎn)場

  2

  電路板的EMC規(guī)則檢查

  在進(jìn)行PCB的EMC設(shè)計(jì)時(shí),,通常主要依靠工程師的工作經(jīng)驗(yàn),,不同設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的工程師使用著不同的驗(yàn)證方法,或者根本無驗(yàn)證手段,。一些不適當(dāng)?shù)牟季€方式很難發(fā)現(xiàn),,也不可能特意去花精力進(jìn)行仿真。例如線寬間距,,退耦過孔與焊盤的距離,,IO電路與高速器件間距等,這些細(xì)微的設(shè)計(jì)因素在整個(gè)電路板EMC當(dāng)中也不可以忽視,。

  當(dāng)需要對PCB進(jìn)行仿真時(shí),,一般只針對的是復(fù)雜的設(shè)計(jì)、關(guān)鍵電路或高速電路,,某些EMC相關(guān)的細(xì)節(jié)仿真的時(shí)候有可能被忽略,,如此就可能帶來一些隱患,規(guī)則檢查可以彌補(bǔ)這塊的缺失,,依據(jù)SIwave軟件自帶規(guī)則或者自定義的規(guī)則監(jiān)視PCB的設(shè)計(jì)情況,,實(shí)施EMI Scanner功能分析,可以幫助我們發(fā)現(xiàn)需要優(yōu)化的地方,。

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  EMI scanner規(guī)則檢查

  3

  開關(guān)電源傳導(dǎo)干擾

  開關(guān)電源式適配器以強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭超越了工頻變壓器式適配器,但開關(guān)電源的電磁兼容性較差,,隨著開關(guān)電源工作頻率不斷提高,,電磁干擾問題也變得日益嚴(yán)重,仿真勢在必行,。

  在進(jìn)行開關(guān)電源仿真時(shí),,主要思路是用Q3D抽取傳播路徑的參數(shù)模型,如PCB,、線纜的RLC寄生參數(shù),,分析零部件的高頻特性,如電阻,、電容,、電感、變壓器等的高頻特性,,可以利用Maxwell/PExprt對電力電子部件進(jìn)行建模仿真,,然后在機(jī)電系統(tǒng)平臺Simplorer當(dāng)中,將這些電阻,、電容,、電感,、變壓器、MOSFET,、二極管等部件的高頻模型連接成完整的開關(guān)電源仿真電路,,即可獲得其對外傳導(dǎo)干擾的差模與共模噪聲頻譜分布,。對比相應(yīng)CE標(biāo)準(zhǔn)可知其EMC性能狀態(tài),,然后進(jìn)行電路的優(yōu)化改善分析。

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  傳導(dǎo)干擾優(yōu)化-共模差模噪聲

  4

  接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化

  接地設(shè)計(jì)是電力電子設(shè)備的主要難點(diǎn)之一,,劣質(zhì)的接地設(shè)計(jì)將使得設(shè)備噪聲強(qiáng)度增大,,從而影響芯片電路器件的正常工作,,甚至?xí)龤шP(guān)鍵器件,同時(shí)也會(huì)造成更大的輻射與干擾問題,。

  理論上,,低頻電路單點(diǎn)接地,高頻電路多點(diǎn)接地,,復(fù)雜電路系統(tǒng)采取混合接地,,但具體接地方式帶來的接地阻抗,共地阻抗的影響,,理論分析很難獲得量化的結(jié)果,。

  利用軟件Q3D能夠?qū)ο到y(tǒng)接地通路設(shè)計(jì)進(jìn)行虛擬建模,抽取接地阻抗,,結(jié)合電路系統(tǒng)simpolrer/Circuit軟件搭建電路系統(tǒng)分析,,就能獲得接地設(shè)計(jì)的缺陷,從而指導(dǎo)接地設(shè)計(jì)的優(yōu)化,,找到最佳接地方式,。

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  接地噪聲輻射-PCB聯(lián)合機(jī)殼

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  5

  線纜的輻射發(fā)射分析

  線纜的布局與接地可以直接影響電子設(shè)備的EMC特性,在高頻段,,線纜類似于單極子天線,,會(huì)將線纜當(dāng)中的噪聲通過空間輻射出去,形成對外干擾,,同時(shí)也會(huì)耦合到來自其他高頻噪聲源的能量,,如點(diǎn)火系統(tǒng),天線,、開關(guān)器件,、高速電路板等,然后線纜將能量傳導(dǎo)到電路內(nèi)部,,從而造成對敏感電路受干擾,,也就會(huì)影響設(shè)備的整機(jī)EMC測試表現(xiàn)結(jié)果。而通常線纜的選型與布局必須進(jìn)行仔細(xì)的虛擬分析,,否則可能造成整機(jī)產(chǎn)品的EMC性能不滿足指標(biāo)要求,。通過Q2D建立線纜截面模型,,通過circuit指定各個(gè)線纜端子的噪聲頻譜和負(fù)載電路,然后在HFSS里面建模外殼模型以及其他結(jié)構(gòu)件,,指點(diǎn)線纜布線路徑,,即可與Q2D聯(lián)合,實(shí)現(xiàn)3d cable modeling技術(shù),,快速完成線纜輻射發(fā)射仿真,。

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  汽車線纜的輻射-空間輻射場分布

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  電磁敏感度分析-ESD抗擾

  電磁敏感度分析,即EMS性能要求,,表明在受到電磁噪聲“攻擊”的情況下的EMC兼容能力,,通常測試內(nèi)容包括ESD\EFT\Surge\RS\CS\PMS等,而在利用仿真技術(shù)進(jìn)行建模分析優(yōu)化時(shí),,同樣可以從電路,、空間電磁場兩個(gè)角度來進(jìn)行建模分析,觀測電路上的電壓電流噪聲以及空間上的電磁場干擾,。根據(jù)不同的分析目標(biāo),,采用適合的軟件進(jìn)行建模仿真,例如電路板的ESD抗擾仿真,,基本思路是通過Q3D建立測試環(huán)境的三維模型,,抽取測試桌面與地面的關(guān)鍵寄生參數(shù), SIwave建立電路板模型,,在觀測點(diǎn)與ESD噪聲注入點(diǎn)添加端口提取寬帶S參數(shù),,然后在電路系統(tǒng)Circuit中集合ESD激勵(lì)模型、器件模型(TVS\Commonchoke等),、提取的PCB參數(shù)模型建立完整的ESD分析電路,,即可獲得觀測點(diǎn)的電壓電流時(shí)域、頻域結(jié)果,,從而可以分析產(chǎn)品ESD抗擾能力,指導(dǎo)產(chǎn)品的抗擾設(shè)計(jì)優(yōu)化。

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  R19版Circuit集成了常用EMC工具

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  PCB的ESD抗擾分析-探測點(diǎn)電壓波形

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  PCB的輻射敏感度優(yōu)化

  受試設(shè)備暴露在外界電磁噪聲輻射情況下,,電路系統(tǒng)是否會(huì)出現(xiàn)異常,。一般在EMC暗室/GTEM小室測試該項(xiàng)性能,很多弱電控制系統(tǒng)處在惡劣的電磁環(huán)境當(dāng)中,,容易受到來自外界的高頻,,高壓電磁場的輻射影響,例如高頻天線,,大功率開關(guān),,汽車點(diǎn)火系統(tǒng)等,PCB上的關(guān)鍵敏感電路耦合到外界的電磁能量,,轉(zhuǎn)換成干擾電信號,,從而影響芯片正常工作,,出現(xiàn)控制系統(tǒng)異常或失效的現(xiàn)象,,可能會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果,。

  在這方面,ANSYS的SIwave工具能夠定義電磁輻射源的強(qiáng)度和方向,,用于PCB的抗輻射特性仿真,,獲取各個(gè)敏感電路節(jié)點(diǎn)上的感應(yīng)電壓強(qiáng)度,從而指導(dǎo)電路板設(shè)計(jì)的抗輻射優(yōu)化設(shè)計(jì).

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  PCB抗輻射分析-各個(gè)探測點(diǎn)感應(yīng)電壓

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  機(jī)殼屏蔽效能分析

  當(dāng)機(jī)殼有各種通風(fēng)口,、接口,、縫隙時(shí),內(nèi)部噪聲源通過空間輻射的路徑,,在這些結(jié)構(gòu)特征上會(huì)形成電磁能量的輻射與泄露,。對于整機(jī)EMI性能,從阻止傳播路徑的角度,,可以單獨(dú)對機(jī)殼進(jìn)行建模,,在HFSS軟件當(dāng)中可以支持各類電磁噪聲的直接定義,例如電偶極子,,磁偶極子,,平面波,高斯波,,柱面波等, 無需創(chuàng)建實(shí)體的噪聲器件模型就可以對機(jī)殼進(jìn)行電磁屏蔽性能分析,。

  當(dāng)然,也可以引入其他仿真結(jié)果源數(shù)據(jù),,如SIwave仿真的電路板輻射,。仿真完成后可查看空間電磁場強(qiáng)度分布,可以發(fā)現(xiàn)不同頻點(diǎn)的電磁泄露情況,、主要泄露的位置,、以及屏蔽效能值。從而可以發(fā)現(xiàn)機(jī)殼的設(shè)計(jì)缺陷,,找到整改措施,。

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  機(jī)殼屏蔽性能-電磁泄露

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  整機(jī)系統(tǒng)電磁輻射發(fā)射分析

  整機(jī)系統(tǒng)通常包含外殼,各類電路板,,線纜,,開關(guān)器件等,通常這類仿真建模涉及的電子部件會(huì)比較多,,所以相對來說,,仿真也就越趨復(fù)雜。

  ANSYS在這方面采用不同軟件模型數(shù)據(jù)相互傳遞的思路實(shí)現(xiàn)整機(jī)系統(tǒng)的建模與仿真,,所以建模難度不算復(fù)雜,。主要是基于HFSS全波系統(tǒng)電磁場仿真軟件,,HFSS建立整機(jī)外殼結(jié)構(gòu)件的模型及材料,將SIwave仿真獲得的PCB輻射數(shù)據(jù)導(dǎo)入進(jìn)來,,然后Q2D建立的各類線纜的截面場和噪聲端子頻譜定義,,在HFSS指定線纜路徑即可引入三維空間線纜的輻射數(shù)據(jù)。另外,,也可引入用Maxwell建立的低頻器件電磁場數(shù)據(jù),,如火花塞,電感線圈等,,將各個(gè)部件場數(shù)據(jù)映射在整機(jī)外殼內(nèi)部空間的相應(yīng)位置,,即可完成寬頻帶的整機(jī)輻射發(fā)射分析。

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  整機(jī)系統(tǒng)輻射發(fā)射-RE

  以上列舉的是EMC仿真部分案例,,類似案例還有很多,,譬如機(jī)箱諧振分布,數(shù)?;旌细蓴_,,電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳導(dǎo)干擾,線纜捆扎干擾,,PCB關(guān)鍵芯片布局,,EFT,BCI大電流注入,,設(shè)備輻射受擾分析等,,在這里就不一一列舉。

  平臺級一站式EMC解決方案

  綜上,,EMC仿真已經(jīng)是電子及電力電子行業(yè)高速發(fā)展趨勢下的必要分析手段,,是一門科技藝術(shù),同時(shí)也是一門科技工程,。在5G的背景下,,頻段高,速率高,,密度高,,帶來的EMC問題必然巨大,在萬物互聯(lián)的復(fù)雜電磁環(huán)境下,,企業(yè)需要的是平臺級的一站式EMC解決方案,需要提供小到芯片,,封裝,,PCB,大到平臺,,機(jī)房,,互聯(lián),,數(shù)據(jù)中心,城市環(huán)境等在內(nèi)的全覆蓋電磁兼容模擬和優(yōu)化設(shè)計(jì),。

  這就要求仿真軟件體系架構(gòu)需要滿足以下幾個(gè)方面的要求:

  不同尺度,,不同背景產(chǎn)品的模擬技術(shù),包括芯片,,PCB,,天線,電機(jī),,電纜等各種電子零部件的建模和參數(shù)提取能力,;

  將上述各個(gè)零部件模型,通過電路與系統(tǒng)的方式,,無縫連接成一個(gè)整體,,實(shí)現(xiàn)從上到下的系統(tǒng)級仿真模型和仿真體系,底層數(shù)據(jù)互聯(lián)互通,,共享且同步更新,;

  跨學(xué)科的綜合設(shè)計(jì)能力,能考慮高功率,,震動(dòng),,風(fēng)載,雨雪等條件下的產(chǎn)品綜合性能,,各個(gè)方面的分析可以是相互依賴,,相互影響的,從而保證產(chǎn)品模擬的真實(shí)性,;

  跨學(xué)科的優(yōu)化能力,,軟件體系需要具備強(qiáng)大的底層優(yōu)化器,能夠驅(qū)動(dòng)不同學(xué)科,,不同領(lǐng)域的軟件,,共同完成復(fù)雜多參數(shù)空間的快速分析和優(yōu)化設(shè)計(jì),快速找到最佳方案,。

  放眼業(yè)界,,ANSYS所提供的EMC仿真解決方案,可實(shí)現(xiàn)從部件到系統(tǒng)的詳細(xì)建模分析,,方便定位EMC根源問題,,可以量化分析設(shè)計(jì)狀態(tài),可視化電磁場空間狀態(tài),,同時(shí)可以讀取測試數(shù)據(jù)進(jìn)行測試虛擬聯(lián)合分析,,是非常值得信賴的選擇!

  ANSYS也將在10月開始啟動(dòng)多場網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)和線下技術(shù)研討會(huì),屆時(shí)也有豐富的電磁兼容相關(guān)主題內(nèi)容,。歡迎大家踴躍報(bào)名研討會(huì),,將有機(jī)會(huì)近距離了解EMC仿真的藝術(shù)性與工程性!


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