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測試測量

掌握PCB設(shè)計的EMI問題(二)

星之球激光 來源:電子設(shè)計技術(shù)2012-08-27 我要評論(0 )   

例如,第一個錯誤提示該網(wǎng)絡(luò)沒有完整的電流回路,點擊該錯誤,畫面放大顯示并用紅圈標(biāo)示錯誤的位置。同時,還會彈出對話框,顯示錯誤的原因,并給出幾個修改建議。這些...

       例如,第一個錯誤提示該網(wǎng)絡(luò)沒有完整的電流回路,點擊該錯誤,畫面放大顯示并用紅圈標(biāo)示錯誤的位置。同時,還會彈出對話框,顯示錯誤的原因,并給出幾個修改建議。這些建議包括:(1)修改導(dǎo)線的路徑避免跨不同NET的銅箔,導(dǎo)致參考平面不完整,阻抗失配。(2)修改銅箔的外形,使導(dǎo)線擁有完整的參考平面。第二個錯誤是該網(wǎng)絡(luò)的最大輻射dB值,分為差模和共模輻射值。

D:然后,顯示發(fā)現(xiàn)的銅箔錯誤,比如GND銅箔邊緣缺少過孔、過孔間距過大等。

E:串?dāng)_檢查幫助檢查同一層并行走的部分或相鄰層交叉的布線是否有串?dāng)_。建議修改并行太長的走線。



4.電源地平面諧振分析

        在完成了對網(wǎng)絡(luò)的檢查并做了相應(yīng)的修改,接下來針對電源地平面進行諧振分析。EMIStream通過模擬板的形狀和電源、地平面之間形成的電容進行建模,并運用SPICE電路仿真進行解析。用紅色表示大的電壓波動,藍(lán)色表示小的電壓波動。

        首先對3V3的電源層面進行分析,鼠標(biāo)點擊選擇3V3電源平面,填寫和3V3電源平面最近的GND平面的間距,介質(zhì)常數(shù)信息。修改Option選項中的計算網(wǎng)格大小為3毫米,設(shè)置掃描頻率從30MHz到2GHz,步長為10MHz。點擊RUN開始分析,結(jié)果如圖4所示。
 


圖4:電源地平面諧振分析顯示結(jié)果。


        諧振分析結(jié)果有兩種圖形顯示:一種是PCB版圖上的波動電壓分布圖,紅色的區(qū)域為電壓波動相對較大的地方,藍(lán)色為電壓波動相對較小的地方;另一種是在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)的全部諧振頻率點,其峰值波動電壓是否超標(biāo)可以從選定的電磁標(biāo)準(zhǔn)曲線上看出。 從圖5左圖中可看出,電源/地平面在1.5GHz附近有很多諧振點。

       對于電源/地平面諧振問題,可以通過在電壓波動相對較大的地方增加退耦電容來減少諧振。EMIStream系統(tǒng)自帶了常用電容的RLC模型,如果需要特別的RLC電容模型,用戶可以自由添加。我們在幾個紅色地方添加C104的電容。需要注意一點的是,采用電容串聯(lián)電阻的效果可能更好一些。再使用相同的設(shè)置,重新進行分析,結(jié)果見圖5右圖。此時的分析結(jié)果得到明顯改善,剛才紅色的區(qū)域都變成藍(lán)綠色,從2G以下的最大諧振值都降到-5dB以下,滿足了系統(tǒng)的設(shè)計要求。



本文小結(jié)

        PCB設(shè)計的EMI問題是一個非常復(fù)雜的問題,需要用各種方法來綜合處理,通過該案例分析,可以發(fā)現(xiàn):(1)聯(lián)合使用EMIStream工具和PCB設(shè)計工具,可以大大提高設(shè)計效率;(2)可在PCB設(shè)計階段發(fā)現(xiàn)并解決EMI問題,減少反復(fù)修改的次數(shù),節(jié)約成本;(3)與通常的SI分析工具相比,不需要IBIS模型,不是對一個網(wǎng)絡(luò)而是對全部網(wǎng)絡(luò)進行分析,很快(一分鐘)可出結(jié)果;(4)可以立竿見影的幫助PCB工程師,幫助改進布局布線策略,減小電路板的EMI干擾的發(fā)射;(5)有效地提高設(shè)計質(zhì)量,縮短設(shè)計周期,加快產(chǎn)品上市時間。

 

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