●●●●・Ｉ．…… 认证与电磁兼容卷 Ｃｅ ｒｔｉｆｉＣａｔｉＯｎ＆ＥＭＣ
Ｔｈｅ ＥＭＣ Ａｎａｌｙｚｉｎｇ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ一 ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ＰＣＢ Ｄｅｓｉｇｎ 刘捷， 漆兰芬 （华中科技大学，武汉 ４３００７４） Ｌｌｕ Ｊｌｅ－Ｑｌ Ｌａｎ・ｆｅｎ （Ｈｕａｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｌｖｅ ｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｏ ａｎｄ Ｔ８Ｃｈｎｏｉｏｇｙ．Ｗｕｈａｎ ４３００７４．Ｃｈｉｎａ） 摘 要：本文霸乏用Ａｎｓｏｆｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ软件，仿真分析了ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕ１ｔ Ｂｏａｒｄ）中高 频谐波千扰对ＰＣ Ｂ电磁兼窖性产生的影响。得出ＰＣＢ的电流图及近场分布图。根据电流图及 近场分布图，分析Ｐ Ｃ Ｂ的电磁兼容性，并加以改进．优化版图设计。 关键词：ＰＣＢ；高频千扰；电磁兼容仿真；Ａｎｓｏｆｔ Ｄｅｓ１ｇｎｅｒ 中圈分类号：ＴＰ３０２．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—０１０７（２００６）０４—００７４—０４ Ａｂｍｔｒａｏｔ＝Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ。ｗｅ ｍａｋｅ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ａｎｓｏｆｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎｔｅｆｌｏｒｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ＰＣＢ．ａｎｄ ｇｅｔ ｔｈｅ ＣＵ ｒｒｅｎｔ ｐｌｏｔ＆ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｐｌｏｔ ｔｏ ｓｅｅ ｗｈａｔ ｅｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｎｔｅｒｒｅｒｅｎｃｅ ｂｒｉｎｇｓ ｔｏ ｔｈｅ ＰＣＢ’ｓ ＥＭＣ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｌｏｔ＆ｎｅａｒ ｆｉｅｌｄ ｐｌｏｔ．ｗｅ ｃａｒｌ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ＥＭＣ ｏｆ ｔｈｅ ＰＣＢ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｌａｙｏｕｔ ｄｅｓｉｇｎ， Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ＝ＰＣＢ：Ｈｉｇｈ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；Ｔｈｅ ＥＭＣ Ｓｉｍｕｉｅｔｉｎｇ；Ａｎｓｏｆｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ ＣＬＣ ｎｕｍｂｏｎＴＰ３０２．７ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ ｃｏｄｏ：Ａ ＡｒｔＩｏＩｏ ＩＤｎ１００３－０１０７（２００６）ｏ４．００７４．０４ １．引言 随着电路信号传输速度的不断 增长，高速设计在整个电子设计领 域所占的比例越来越大，１ ００ＭＨ ｚ以 上的系统已随处可见。现在，高频 高速的分析和布局＿布线问题正成为 大部分电子产品Ｐ Ｃ Ｂ设计的土流问 题，其中电磁兼容问题尤为突出。 在Ｐ Ｃ Ｂ的整体布局、布线、过孔的 分布、地分割及地线没汁、各种接 插件的影响、抗扰性设计、滤波设 汁以及地回路设计中无处不存在着 电磁兼容问题。这些问题的解决直 接决定了电路功能的实现和电子设 备的质量。可以醢电路设计的晕点 已经从甲期的逻辑币¨功能设计扩充 到电磁兼容设计上来了 果川传统的方 进行电磁兼容 分析，耗费大，刷期长。采用软件 对Ｐ Ｃ Ｂ进行电磁兼粹预仿真分析， 在产品的设计阶段就可大体估计所 设计ＰＣＢ的电磁兼窬性能，了解ＰＣＢ 上场的分布趋势，这对合理布局布 线起到了很大的帮助，可以大大提 高产品性能，节约成本，缩短研发 时间，提高经济效益。 鼋ｊ鹰童ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＱＵＡＬＩＴＹ 由于电磁兼容的仿真分析涉及 到复杂的电磁场计算，目前，同内 外通过场仿真的方法对Ｐ Ｃ Ｂ进行电 磁兼符分析的报道还很少。最近我 们用场的方法对Ｐ Ｃ Ｂ没汁巾由高频 干扰所带米的电磁兼择性问题作了 一些研究秆１探索，选川微机电源电 路，考虑其巾电流高频漪波十扰， 得到其在高频谐波激励下的电流图 和近场分布 ，依据电流图和近场 对Ｐ Ｃ Ｂ板图进行分析和优化，升 对Ｐ Ｃ Ｂ设计过程ｌｆ１引进电磁兼容设 计提出了一点设想。 ２．仿真模型的建立 我们采用ＡｎＳＯ ｒｔ Ｄｅｓｉ ｇｎｅｒ来 建立Ｐ Ｃ Ｂ的仿真模型并进行电磁兼 容分析。Ａｎｓ０ｆｔ Ｄｅｓ ｊ ｇｎｅｒ集成了 高频、基于物理原型的电磁建模、 仿真以及与电路和系统分析的无缝 连接环境。为了获得Ｓ参数 采用 了混合电位积分方样（Ｍ Ｐ １ Ｅ）的方 法，开采，ｆＪ矩量法（Ｍ０Ｍ）计算电流 密度Ｊ，电流分布于ｉ维（３ 物体 表面的网格上。这样，Ｓ参数和辐射 场就可通过电流密度Ｊ来计算。 ２．１ ＭＰＩ Ｅ方法的基本原理 在Ａｎｓ０ｎ Ｄｅ８ｉｇｎｅｒ巾，一旦 三维物体表面网格已经产生，则应 用下面形式的混合电位积分方程 （ＭＰ１Ｅ）分析： 西×（一人－） 一 中）＝西×ｚ Ｊ 存此方程巾，疗代表垂直于网格 平面的单位矢量；Ｊ代表虚部单位 ／－７；Ｗ代表角频率，等于２丌ｆ；Ａ代 表欠量磁位； 代表标量电位；ｚ 代 表单个网格的表面电阻；Ｊ代表网格 上的电流密度。列出以上的混合电 位积分方程后，运用矩量法（Ｍ ｏ Ｍ） 求解网格上的电流密度Ｊ，得到网 格边界线上法向方向的电流， Ａｎｓ０ｆｔ Ｄｅｓｉｇｎｅｒ存储网格边界线 法向电流分量，网格内部每个点的 电流值可通过网格边界线法向电流 分量插值得到。 ２．２在Ｃａｄｅｎｃｅ中绘出ＰＣＢ的原理 图并生成相应的印制板图 为了得到ＰＣ Ｂ的实体模型，首 先在Ｃａｄｅｎｃｅ ＰＳＤ软件包的Ｃｏｎｃｅｐｔ ＨＤＬ中绘出如｝璺Ｊ ２—１所示的原理图： 其次利用Ｃａｄｅｎｃｅ ＰＳＤ软件包 ２ｇ ｇ
第４４卷第８期
２０１０年８月 西 安 交通 大 学 学报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩ ＡＮ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｖｏｌ＿４４ №８
Ａｕｇ．２０１０
电子设备电磁敏感性仿真分析及优化设计方法
张爱民 ，张蕾 ，张杭。，陈德桂 （１．西安交通大学电子与信息＿＿＝ｆ 程学院，７１００４９，西安；２．西安交通大学电气Ｔ程学院，７１００４９，西安）
摘要：提出了将高频电磁干扰环境中的电子设备作为整体来进行电磁敏感性仿真分析和优化设计
的总体思路和分析方法。对于外部区域，改进已有的电磁散射的数值计算方法，在机壳表面采用四
边形的片元模型代替已有算法中的三角形片元模型，重新定义电子设备外部区域面上的基函数，并
根据机壳表面的对称关系对算法进行优化，减少了外部感应电流的运算时间．对于内部区域，利用
基于微粒群优化算法的递归动态神经网络建立电子设备内部电路对于干扰的高频仿真模型，提出
对于内部电路参数进行优化设计的方法．所建立的神经网络模型解决了以往电子设备在电磁敏感
性仿真分析和优化设计过程中，仿真模型存在的计算量和存储量大的问题．优化设计方法改变了以
往寻优过程中穷尽式搜索的方式．
关键词：电子设备；高频电磁干扰；基函数；神经网络；优化设计
中图分类号：ＴＰ２９；ＴＮＴ０文献标志码：Ａ文章编号：０２５３—９８７Ｘ（２０１０）０８—０００５—０５
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ
Ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ
ＺＨＡＮＧ Ａｉｍｉｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｉ ｅｉ ，ＺＨＡＮＧ Ｈａｎｇ。，ＣＨＥＮ Ｄｅｇｕｉ
（１＿Ｓｃ．ｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ ａｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ａｎ ７１００４９，Ｃｈｉｎａ ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ ａｎ］ｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ａｎ ７１００４９，Ｃｈｉｎａ）
汽车电子emc测试标准
汽车电子EMC测试标准。
汽车电子产品的电磁兼容性（EMC）测试是确保汽车电子系统在复杂的电磁环境中能够正常工作的重要环节。汽车电子产品在运行过程中会受到来自发动机、点火系统、充电系统、无线电设备等多种电磁干扰源的影响，因此需要进行EMC测试来验证其抗干扰能力。本文将介绍汽车电子EMC测试的相关标准和要点，以便为汽车电子产品的设计和测试提供参考。
首先，汽车电子EMC测试需要符合的标准主要包括ISO 11452系列标准和ISO 7637系列标准。ISO 11452系列标准主要用于评估汽车电子产品在车辆内部电磁环境下的抗干扰能力，包括对传导干扰和辐射干扰的测试要求。而ISO 7637系列标准则主要用于评估汽车电子产品在车辆电源系统中的抗干扰能力，包括对瞬态干扰和持续干扰的测试要求。这些标准为汽车电子EMC测试提供了详细的测试方法和要求，对于确保汽车电子产品的正常工作具有重要意义。
其次，汽车电子EMC测试的要点包括传导干扰测试、辐射干扰测试、瞬态干扰测试和持续干扰测试。传导干扰测试主要包括对汽车电子产品的导线和电缆进行注入电流测试，以评估其对外部传导干扰的抗干扰能力。辐射干扰测试主要包括对汽车电子产品的天线进行辐射测试，以评估其对外部辐射干扰的抗干扰能力。瞬态干扰测试主要包括对汽车电子产品的电源系统进行瞬态脉冲测试，以评估其对电源系统瞬态干扰的抗干扰能力。持续干扰测试主要包括对汽车电子产品的电源系统进行持续干扰测试，以评估其对电源系统持续干扰的抗干扰能力。这些测试要点对于全面评估汽车电子产品的抗干扰能力非常重要。
最后，汽车电子EMC测试需要注意的问题包括测试环境的搭建、测试设备的选择和测试过程的控制。测试环境的搭建需要符合ISO 11452和ISO 7637标准的要求，包括对地面反射、天线校准和场强控制等方面的要求。测试设备的选择需要根据汽车电子产品的特性和测试要求进行合理选择，包括注入电流发生器、天线、示波器和谱仪等设备的选择。测试过程的控制需要严格按照ISO 11452和ISO 7637标准的要求进行，包括对测试参数、测试条件和测试结果的控制等方面的要求。这些注意问题对于确保汽车电子EMC测试的有效性和可靠性非常重要。
hyperlynx仿真流程
Hyperlynx是一款专业的电磁兼容性（EMC）和信号完整性（SI）仿真工具，可用于分析和优化高速PCB设计中的信号传导和电磁干扰问题。下面是Hyperlynx仿真流程的详细描述。
1. 建立工程文件：
首先，需要在Hyperlynx中创建一个新的工程文件。选择合适的文件名和保存路径，并确保新建的工程文件与待仿真的PCB设计文件关联。
2. 导入PCB设计：
将待仿真的PCB设计文件导入到Hyperlynx中。根据实际情况选择导入PCB文件的格式，比如OBD++、IPC-2581或者Gerber文件等。确保导入后的PCB布局与原始设计文件一致。
3. 设置仿真参数：
在Hyperlynx中，需要根据仿真需求设置合适的信号完整性和电磁兼容性仿真参数。这些参数包括传输线特性阻抗、时钟频率、板层堆叠、信号源和终端模型等。
4. 创建信号网络：
利用Hyperlynx中的布线工具创建信号网络，包括引脚、信号源、信号终端和传输线等。确保网络连接正确无误。
5. 添加探针：
在关键节点上添加探针，以便监测和分析信号传输过程中的电压波形、电流、噪声等参数。
6. 运行仿真： 设置好仿真参数后，可以开始运行仿真。可以选择不同的分析类型，如时域仿真、频域仿真、串扰仿真等。根据仿真结果，可以评估信号完整性和电磁兼容性的性能指标。
7. 优化设计：
根据仿真结果，可以对PCB设计进行优化。例如，调整布线、改进接地方案、减小信号回返路径等，以提高信号完整性和电磁兼容性。
8. 重新仿真：
经过设计优化后，需要重新进行仿真，以评估优化效果。反复进行仿真和优化，直到满足设计要求。
9. 结果分析和报告：
根据仿真结果，可以进行结果分析和报告撰写。可以生成波形图、频谱图、时钟抖动分析图等，以直观地展示仿真结果。撰写详尽的报告，提供给设计团队和相关利益相关者。
总结：
Hyperlynx作为一款专业的仿真工具，可以帮助工程师进行高速PCB设计中的信号完整性和电磁兼容性分析。通过遵循以上仿真流程，可以更好地理解电路板设计中的信号传导和电磁干扰问题，并采取相应的优化措施，确保设计的可靠性和性能。
