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1、LineSim EMC and BoardSim EMC1 功能：a 找到PCB可能有的EMC问题b 减少费用c 避免产品辐射测试失败d 确定改进方案（如：改变层叠或端接阻抗）e 测试未通过时能快速隔离辐射波峰群f 学到更多避免辐射测试失败的方法2 辐射与信号完整性PCB走线时无意的天线形式会造成差模发射有信号完整性问题的走线（振铃或长的调整时间）含有过剩的电流并造成辐射，正确的信号完整性可使辐射在临界频率减少20dB到底增加还是减少辐射需要频域分析工具改变有相同开关速度的驱动IC的模式能减少辐射吗？到底采用端接匹配还是串联匹配能减少辐射从时域（信号完整性）及频域（EMC）两方面来看效果3 L
2、ineSim EMC 及 BoardSim EMC 仿真技术背景a.问题的产生PCB走线时无意形成的天线将产生电磁辐射及EMC问题电流在走线天线流动时会产生辐射，过多过长的电荷流动将产生过剩辐射风险减少辐射的基本方法是减少走线的天线效应及减少在其中流动的电流b.差模辐射与共模辐射当有电流及紧邻相等回流时产生差模辐射（由于非零空间及非零时间间隔）当有电流及没有紧邻相等回流时将产生共模辐射，共模辐射将远大于差模辐射实际例子：没有恰当返回地的电缆及有走线的ground plane，双面板及无ground plane板 c远场与近场 近端辐射器件电场强，远端其电场减少 EMC实验室测远端辐射场，感应天
3、线放在3、10、30米，除了基波频率，只有远场被采样 d.周期信号与随机信号辐射 周期信号（如clock、周期控制信号）有大幅值的紧密波峰群串 随机信号不会产生这样的波峰群串 除了非常情况，周期信号产生辐射发射问题 e.器件封装 IC模及连线框架、bond wire、pin脚产生比信号线更多的辐射，电流进出IC，IC封装及模等效于天线，产生比走线更差的差模模式。 f.系统部件及外壳 g.政府EMC规定 FCC (Federal Communications Commission美国联邦通信委员会)（ applicable in the United States）, CISPR （Comite
4、 International Special des Perturbations Radioelectriques无线电干扰特别委员会） (throughout Europe Community), and VCCI （Voluntary Control Council for Interference 日本电磁干扰控制委员会）(Japan). Class A class B4 EMC仿真的局限性a. Planes假定是 “Whole” b. 只预测差模辐射 及器件封装辐射 c. Type of net in BoardSim EMC Included in radiation predict
5、ion? 选定网络 yes 通过电阻电容等无源器件连接的网络 yes 相关的差分网络, 就是, 通过差分IC关联的网络yes 干扰源网络, 也就是, 通过串扰耦合的网络no 5.准确度 算法上，EMC比信号完整性复杂，准确度低于信号完整性。 评估显示LineSim EMC/BoardSim EMC的精度在510dBuV/m（最好的EMC实验室的辐射测量精度3m)(在以后的版本会引入近场)8封装辐射算法 a. 封装辐射算法比较走线算法要粗略些；可作为可选项 加入与走线相关的器件分析封装信息，封装信息包括器件类型及封装类型；两个有源pin相对于串联的无源器件自动测定为input、output或I/
6、Opin、Powerpin；有源pin垂直置于传道面，相反方向的两个pin产生差分效应；仿真中器件pin的辐射会加入走线辐射b.封装辐射算法的假定 封装以最近的power/ground plane为参考面，忽略封装下的散热地； IC以最近的电源供电，并没有电源分流 没有IC座 （以后的版本没有这些限制）9如何发现最大辐射 通常在PCB周围的场是不对称的，呈有强有弱的瓣状。在EMC实验室测试中，PCB旋转、测试接收天线升降来测最大辐射位置。 软件与实际相仿，PCB以小增量旋转360度，接收天线从0度到45度（相对与PCB面），反复计算以找出最大辐射。10EMC仿真的限制及特殊条件a 一般支持一个
7、网络一个驱动，如果连到差分IBIS模型上被选网络可有两个驱动b 天线探针不能用于多板仿真（由于没有相对位置关系），多板仿真可用电流探针c 不能仿真SPISE模型11LINESim的辐射预测 可预测有确定物理信息的传输线： stackup-based transmission lines microstrips buried microstrips striplines 不能预测：“simple” electrical transmission lines cables connectors wires over ground 12LINESim对线的仿真 由于没有物理结构信息，LINESim使
8、用电流探针比天线探针好，电流探针显示原理图中电流的频率特性，电流回流时将产生辐射；可采用减少电流的方法来减少辐射，也可重新优化分布功率电流的频率。 13LINESim不能预测封装辐射及走线线段和方向角度都在原点。 14EMC对蛇型走线的仿真（BoardSim） PCB自动布线器会根据最小长度及最小延时的约束条件加大网络长度，通常通过几个网络的长度补偿来消除clock失真。如果线段长度低于计算阈值，计算结果会很低。 可改变阈值来仿真。 15仿真要求 层叠结构 所选网络的驱动IC 差分线对必须用IBIS驱动模型 16频谱分析仪的调整和设置 一次只能打开一个频谱分析仪窗口a 设置频谱分析仪探针天线探
9、针用于检测电场强度，电流探针用于观察探针处的电流情况；天线探针需要指定距离，电流探针需要指定所选网络的器件脚；不用电压而用电流是因为电流产生辐射；天线探针综合了网络上的源电流及其辐射效应（也就是没有预料到的天线特性），直接测量电场强度；电流探针只测量源电流，可在频域观察感兴趣的频点。通常用天线探针，当需减小关注电流时用电流探针。b 由于不知道PCB的相对位置关系，天线探针对于多板测量无效，多板系统只宜用电流探针。c 辐射测量单位天线探针dBuV/m电流探针mAd 电流强度正比辐射强度，减小电流及重新分布负荷电流用电流探针观察很有价值。电流探针不如天线探针直观。e 天线探针设置：距离、相对位置、
10、辐射源（走线、封装）PCB相对接收天线的位置：自动（PCB转360度，天线上升45度，典型值为0到3米）f. 快速端接与EMC仿真可观察加入快速端接后是否能减少辐射，但由于没有实际物理尺寸，快速端接的封装不能仿真。 17IC电源PIN对封装辐射的影响 IC电源PIN的位置会影响封装辐射产生的数量，BoardSim根据连接IC脚的网络名来判断IC的电源脚，在IC没有接电源的情况下仿真封装辐射，软件会判断电源很远，这样会仿出太多的辐射，故在局部走线时不宜封装仿真。可只看线段仿真。 18多径校正 政府的EMC标准（FCC、CISPR）要求EMC测试场所要有接地的金属地板，这会反射PCB下的辐射到接收
11、天线，这会产生多径接收；如果在没有金属地板反射的情况下，软件会作补偿校正。（通常仿真时都选此项，表示有反射） 19.选择驱动波形 需指定驱动信号的频率(MHz)和占空比。 通常实际的占空比不会是50。 20关于非周期信号 周期信号把能量集中在基波及其谐波上；非周期信号的能量分布在很宽的频率范围内；谐波能量的集中通常造成电磁兼容问题。 这并不是说只有clock才能仿真，除了clock，其它规则重复的信号都可仿真，如：选通控制线（如DRAM中的RAS、CAS信号）、低位地址信号（A0A3）。 21占空比问题 EMC仿真对信号的占空比非常敏感，50占空比信号的偶次谐波会很小（完美的方波信号只有奇次谐波），实际系统中通常为4852。 22IC驱动设置 参数 faststrong/slowweak驱动电流 ma
