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PCB电磁兼容设计和优化

返回列表 来源:小编 浏览:411 发布日期:2019-08-31

PCB电磁兼容设计和优化

随着光模块高速通道的速度进入10Gb以及更高频率,高速串行差分信号由于电源地性能不稳定以及通道不平衡,引起的共模辐射噪声(Comment Mode Noise),是系统电磁辐射的主要原因。对于高速通道的无源互联部分,如PCB布线,过孔等,要求差分信号之间差异规范,总是有一定限度;而器件内部差分信号正负之间的相差,却是不能人为控制的,这些噪声需要在PCB板级通过合理的去耦和滤波加以消除。去耦和滤波电容的选取、数量、布局和布线都会对噪声的电磁辐射的效果有很大影响,需要仿真工具在设计之初就给出指导意见。今天的仿真工具甚至可以自动实现电容的优化,按照预先设定的备选电容库,指定的设计指标,在PCB设计前和设计后给出电容选取和布局布线的建议,从而有效的优化PCB电磁兼容性能。

PCB电磁兼容设计和优化(图1)PCB电磁兼容设计和优化(图2)


 PCB的自动电磁兼容设计和优

高速信号通道仿真软件

ANSYS公司的光模块高速电路仿真软件主要包括电路和系统仿真器DesignerSI ,任意三维结构电磁场仿真和参数提取工具HFSS,以及与第三方CAD设计工具时间的接口AnsoftLinks

ANSYS公司的高速电路仿真软件为器件和电路及系统的设计提供了一个全集成化的设计环境,实现了系统仿真、电路设计和优化、电路及三维电磁场仿真完全无缝集成。以DesignerSI为设计平台,可以动态连接HFSS,实现与任意三维结构电磁场工具及复杂的大规模集成电路的协同仿真和优化设计。其独特的按需求解技术,可以自动调整电路中的参数,达到理想的设计目标;还可以处理如眼图,误码率的系统仿真结果,为一次设计成功提供了可能。

PCB电磁兼容设计和优化(图3)

高速电路仿真软件构成

DesignerSI

DesignerSI作为新一代电路仿真工具,提供了多种仿真技术,包括频域和时域系统仿真器、线性电路仿真器、、瞬态仿真器等。与现有其它商业软件工具相比,在仿真速度、精度和仿真能力方面有巨大的飞跃。它与spice网表格式完全兼容,支持所有的Foundry器件模型,能够完全地集成到当前广泛采用的EDA设计流程中; DesignerSI可接受包括IBIS模型, SPICE模型以及S参数模型在内的多种器件模型,速度快、精度高,收敛性好,能够无缝地嵌入到已有的设计流程中。DesignerSI特别在瞬态仿真器中设置的S参数卷积算法和状态空间法,既能确保时域仿真在遇到频域S参数模型时的收敛性问题,还能使得其因果性和无源性得到保证,使得仿真结果真实可靠。此外, DesignerSI特有的统计眼图,误码率分布曲线仿真功能,还可以实现快速的GHz高速串行通道的性能仿真,为一次设计成功提供了可能。

HFSS

HFSS是功能强大的任意三维结构电磁场全波仿真设计工具和EMI集成仿真验证环境。HFSS可以对设计中的任意三维结构进行从直流到几十GHz范围的全波分析,以S参数显示,用于分析信号的传输,反射,匹配特性,计算辐射和色散、模式转换和材料频变效应等对信号传输的影响,如整个电子设计系统高速关键路径,包括:子电路板/背板的高速信号线、过孔,电缆、封装、连接器等,并进一步设计和优化。HFSS也可以配合SIwaveAnsoft Designer使用,用于分析封闭机箱机柜环境中,一个或多个PCB单板、电源部件的屏蔽效应和对外的EMI辐射的分析,从而考察机箱材料,结构和开槽等对系统EMI辐射的影响。

HFSS为用户提供一个方便的三维绘图建模环境,既可以在其中画出分析对象的三维结构,输入材料参数,进行仿真分析,也可以导入AutoCADPro/ESTEPIGESACIS等机械结构设计文件,直接做仿真。HFSS支持WindowsLinuxSolaries操作系统,支持多CPU64位超线程计算机系统。

 




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