EMI Simulation报告.ppt
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1、2023/2/20,1,EMI Simulation,名詞解釋SIWAVE 簡介仿真的作用及優勢仿真的實例應用軟件基本操作及注意事項,2023/2/20,2,名詞解釋,FEM(finite elements methods):有限元法,是EMI仿真軟件常用的算法之一,基本原理是把要分析的連續體進行網格劃分,各網格之間通過節點連接在一起,每個網格等效成集總參數的RLC,然後建立麥克斯韋方程再求解,進而確定連續體的場分布情況。,2023/2/20,3,名詞解釋,三維準靜態法:基於保角變換或其它變換方式將物理結構與電容電感等電參數聯繫,在SIWAVE中的過孔模型即通過三維準靜態法等效成RLC參數。,
2、2023/2/20,4,名詞解釋,2.5維電磁場全波方法:全波即要在所有頻率都適用。SIWAVE爲什麽被稱為2.5維?因為SIWAVE的平面层和信号传输线的提取,使用的是二维有限元提取算法,对过孔提取使用三维准静态法。使用二維有限元算法的一個重要依據是假設板材厚度遠小於電磁波波長,在沿厚度Z軸方向的電場為等電勢。這樣可以在確保一定精度的情況下簡化計算量和計算時間。但前提是需要保證所仿真信號的頻率對應的波長遠大於層疊厚度。應滿足板厚小於波長的二十分之一。假設仿真頻率是1G,則板厚不能超過15mm,2023/2/20,5,SIWAVE 簡介,SIWAVE 是一個精確地整板級電磁場全波分析工具,它采
3、用2.5維電磁場全波方法分析整板或整個封裝的全波效應,對於真實複雜的PCB或IC封裝,包括多層、任意形狀的電源和信號線,SIWAVE可仿真整個電源和地結構的諧振頻率;板上放置去耦電容的作用;改變信號層或分開供電板引入的阻抗不連續性;信號線與供電板間的噪聲耦合、傳輸延遲、過沖和下沖、反射和振鈴等時域效應;本振模和S、Z、Y參數等頻域現象。其結果可以二/三維方式圖形顯示,并可輸出Spice等效電路模型用於Spice仿真。,2023/2/20,6,SIWAVE簡介,SIWAVE仿真并不能完全體現系統的整體輻射,因為其只針對PCB,不考慮機箱,連線,散熱片,連接器等周邊器件的影響,並且我們不可能對PC
4、B上所有噪聲源進行精確的建模;我們可以把它視為一個定位解決具體輻射問題的協助工具,或者可以認為是一個軟件形式的頻譜分析儀加電磁場探頭。後邊實例中可以充分體現這一點。,2023/2/20,7,仿真的作用及優勢,作用計算單板可能存在的諧振頻率點;加入具體的輻射源后可計算任意頻率點在單板上的噪聲分布;計算走線的傳輸參數(如改變走線,參考面或增加器件后對信號傳輸的影響);,2023/2/20,8,仿真的作用及優勢,優勢看得見的EMI;可方便的驗證一些可能措施的組合,找到最佳措施,避免重複的rework及拆裝機。避免測試中的一些不穩定因素;可驗證需要改版才能加入的措施;驗證一些舊的設計理念及發現新的設計
5、理念;,2023/2/20,9,仿真的實例應用,A project DDR 533MHzA project 966MHzA project 767MHzB project 960MHz,2023/2/20,10,A DDR 533MHz,2023/2/20,11,A DDR 533MHz,A在測試不同DDR頻率時,使用相同的DDR,工作在400MHz的DDR CLK時輻射沒問題,但工作在533MHz時輻射明顯增加很多,相差10多個dB。近場量測DDR CLK工作在400與533MHz時信號幅值基本相同,但卻在遠場輻射上表現差異很大,懷疑與單板結構諧振有關,所以做了如下單板諧振仿真。,2023/
6、2/20,12,A 100G仿真結果,首先仿真400MHz與533MHz單板各相鄰層之間的諧振情況,具體如下,2023/2/20,13,100G仿真結果,400MHz&533MHz compare VCC to GND 400MHz,2023/2/20,14,100G仿真結果,400MHz&533MHz compare VCC to GND 533MHz,2023/2/20,15,100G仿真結果,400MHz&533MHz compare Bottom to GND 400MHz,2023/2/20,16,100G仿真結果,400MHz&533MHz compare Bottom to GN
7、D 533MHz,2023/2/20,17,100G仿真結果,400MHz&533MHz compare Surface to VCC 400MHz,2023/2/20,18,100G仿真結果,400MHz&533MHz compare Surface to VCC 533MHz,2023/2/20,19,100G仿真結果總結,以上可以看出各層之間的諧振都是533MHz比400MHz差針對以上情況在1.01改版中加入了一些修改措施,並且增加一些去耦電容,(修改細節在29-31頁)101G仿真結果如下,2023/2/20,20,101G仿真結果,400MHz&533MHz compare VCC
8、 to GND 400MHz,2023/2/20,21,101G仿真結果,400MHz&533MHz compare VCC to GND 533MHz,2023/2/20,22,101G仿真結果,400MHz&533MHz compare Bottom to GND 400MHz,2023/2/20,23,101G仿真結果,400MHz&533MHz compare Bottom to GND 533MHz,2023/2/20,24,101G仿真結果,400MHz&533MHz compare Surface to VCC 400MHz,2023/2/20,25,101G仿真結果,400MH
9、z&533MHz compare Surface to VCC 533MHz,2023/2/20,26,101G仿真結果總結,以上可以看出修改前後表層與VCC,底層與GND之間的諧振已經明顯改善,並且與400MHz情況基本相同,但VCC與GND之間的諧振情況并沒有改善。而實測結果表明,533MHz在遠場輻射并沒有改善,可見VCC與GND之間的諧振應該對遠場輻射起主要的貢獻。這在其它幾個仿真實例中也有體現。並且如果VCC與GND之間諧振得以改善,表層與VCC,底層與GND之間的諧振也會相應得到改善那如何才能改善VCC與GND之間的諧振呢?對於此例只有將VCC與GND在DDR處切割改為相同才可以避
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