EMI简洁设计 从PCB SI&PI分析开始

随着更高性能和紧凑的系统的发展趋势，在汽车，计算机，航空航天等行业中是否符合EMI（电磁干扰）要求已经成为判断系统成功与否的重要指标。在设计周期的后期发现电磁干扰问题，会导致整个系统不能满足监管的EMI / EMC要求。实行监管机制和产品调试，不仅要花费研发时间去调查和减少问题，而且还会影响到产品的发布日期。因此，电路板设计师们，在他们设计初期就需要一个方案来解决潜在的电磁干扰问题，从而确保系统符合EMI(电磁干扰）要求。

以汽车上的电子部件为例，汽车的平均半导体含量每年增加15%。在这些系统中，EMI是一个需要注意的重要安全问题，因为汽车电子系统面临以下几个问题：

•  多台近距离设备的隔热

•  高噪声灵敏度

•  高功率、高干扰组件

这些符合EMI标准的系统通常是在实验室进行验证，通过基于物理样机可视化电磁干扰现象，决定创建一个兼容EMI设计所需的设计变更。实验室测试是基于物理模型，这无疑是一个挑战，但是这种挑战是有代价的，使得EMI的识别，设计和修复变得非常昂贵。过度设计系统包括一个昂贵的开瓶修复解决方案，这将增加每一部分的成本。因此，解决电磁干扰问题的关键是在设计的早期阶段，无需制造印刷电路板的物理模型，因为制造物理模型会增加成本，导致产品开发周期过长。

理想情况下，在设计初期对EMI（电磁干扰）进行仿真，用来验证基于芯片活性和不断变大的功率噪声的系统。该系统的EMI性能尽管可能不是单个芯片，组件，以及电路设计师的最优设计。芯片设计师可能专注于如何实现新功能，同时最大限度地降低总功率/热功耗。电路板设计师可能专注于如何布置高新能/高功率组件以确保其有足够的电源电压。

因此，系统级仿真，对于由典型的PCB PI/SI所引起的问题，正在成为一个必要的解决方案，将潜在的电源完整性，信号完整性，电磁干扰问题可视化。

因此，这些系统中需要设计和模拟的是：

•  瞬态功率噪声分析

•  电源完整性分析

•  组件/电路板的优化

•  近场和远场的电磁干扰分析

使早期的电磁干扰（EMI）分析能够理所当然地分析根据基于模型的仿真方法通过芯片运行从而激活供电系统的共振。像这样的以芯片封装系统为基础的方法需要一个精确的芯片生产活动模型，以及提取了封装和电路板的电气模型。虽然这种系统级的分析必须包含设计过程中各个阶段的多个元素，这些元素通常是由不同的设计师和不相关的/不兼容的格式所引起的。

作为电磁干扰（EMI）分析流程，使得仿真过程和电磁干扰问题可视化在系统级设计周期早期就体现出来，工程师们可以采用在设计周期早期就反应出电磁干扰信息的设计过程。这种电磁干扰（EMI）感知的设计过程是通过使用同样的ANSYS电磁仿真工具来实现的。这种仿真工具常常是用于设计电源和信号的完整性。ANSYS的电磁组件通过对信号频道和功率传递网络的优化设计可以检测并消除潜在的电磁干扰源。想了解更多在ANSYS中对于电磁干扰（EMI）分析的解决方案，您可以参加ANSYS即将推出的研讨会，题目为‘通过有效的信号和电源完整性使电磁干扰最小化’，这将突出Zuken的系统设计解决方案和ANSYS的电磁干扰仿真功能如何帮助确保工程师可以以较少的模型制作第一时间得到有效信息，并且使产品更快地推出市场。

译自：http://www.ansys-blog.com/enabling-an-emi-clean-design/#more-10739

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