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Fondamentalmente, la compatibilità elettromagnetica viene testata e verificata rispetto ai modelli esistenti nella camera di prova. Questi test non sono solo costosi, ma richiedono anche tempo. Ci sono molti modi per utilizzare la simulazione software precoce nel processo di progettazione per ridurre il costo dei test. Tuttavia, EMC è un argomento complesso ed è molto difficile ottenere una simulazione 3D completa di circuiti stampati complessi al momento. A causa di queste difficoltà, gli esperti possono concentrarsi solo sulla simulazione di aree chiave del circuito, come sistemi di alimentazione e messa a terra o singole reti critiche, per determinare le cause della radiazione del campo elettromagnetico (emissione) e della radiazione (sensibilità). Le conoscenze acquisite in queste analisi saranno applicate ai principi di progettazione dei progettisti di circuiti PCB.
Nel pacchetto software di simulazione di recente sviluppo, gli utenti possono vedere il design completo del cablaggio dagli strumenti di layout PCB più popolari. La funzione di revisione del cablaggio controlla i vari principi di progettazione di tutti gli strati, reti o tracce della scheda. Il software può importare i dati di cablaggio dei seguenti fornitori di strumenti di cablaggio: Altium, Cadence, Mentor, OrCAD e Zuken. Il software è sviluppato congiuntamente da esperti di società di software di simulazione professionale e noti giganti del settore IT.
Il primo fornisce interfacce con una varietà di strumenti di cablaggio PCB, mentre il secondo si concentra su un sistema esperto che ha stabilito e verificato regole EMC / SI per decenni. Nel corso degli anni, gli esperti dell'azienda hanno studiato molti problemi di progettazione EMC utilizzando una tecnologia di misura flessibile e infine stabilito varie regole di progettazione efficaci. La progettazione critica viene controllata secondo queste regole e i risultati vengono verificati tramite test. Infine, le diverse funzioni sono combinate per formare uno strumento software in grado di identificare le principali fonti di disturbi elettromagnetici comuni.
Questo software di uso generale non richiede esperti EMC. Consente ai progettisti di schede PCB di verificare se il design è conforme alle regole EMC. In secondo luogo, il software fornisce descrizioni dettagliate e possibili soluzioni al problema EM al progettista del cablaggio. Il browser integrato può visualizzare la posizione esatta delle violazioni EMC nel design. Infatti, lo scopo principale dello sviluppo di questo pacchetto software è quello di consentire agli utenti senza conoscenze EMC rilevanti di individuare accuratamente i problemi EMC prima e più facilmente nella progettazione, riducendo al minimo i costi di misurazione e riprogettazione.
Ispezione basata su regole
L'emissione o l'accoppiamento sono causati dalla violazione di determinate regole geometriche. Ad esempio, considerando il percorso di ritorno corrente, ogni segnale ha un percorso preimpostato per la traccia del segnale, ma spesso ci sono loop nel livello di potenza e nel livello di terra. La corrente loop sceglie sempre il percorso con la minore resistenza; allo stesso tempo, in condizioni di alta frequenza, scegliere il percorso con l'impedenza più bassa. Questo nuovo software può determinare quale percorso di ritorno non è continuo. Ad esempio, questo percorso può essere interrotto a causa di un piano separato. Se il loop non può seguire geometricamente il percorso del segnale, la corrente del loop utilizzerà un percorso diverso. A seconda delle dimensioni dell'area intorno alla corrente del loop, un'antenna può irradiare o ricevere segnali di interferenza, che possono portare a guasti alla conformità EMC o a possibili guasti alla progettazione. Questo strumento software identifica se tale rame discontinuo nello strato di alimentazione è collegato da uno o più condensatori per alte frequenze. Questi condensatori formeranno un percorso con bassa impedenza alla corrente del ciclo, evitando così cicli indesiderati.
Problemi EMC causati dal condensatore essendo troppo lontano dal segnale per collegarsi al guasto
Un'altra regola è quella di cercare reti che cambiano il livello del segnale e il piano di riferimento della corrente loop. Se la traccia del segnale cambia solo da sopra a sotto il piano di riferimento, la radiazione risultante è molto piccola. In questo caso, la corrente del ciclo può continuare a fluire nello stesso piano. Se il livello del segnale e il piano di riferimento vengono modificati contemporaneamente, il percorso di ritorno deve essere garantito. L'utilizzo di condensatori vicino ai vias deve evitare di generare percorsi indesiderati e correnti loop. Questa regola di progettazione del software deve riconoscere e consentire cambiamenti negli strati dell'area porosa sotto il BGA, perché il reflow non passerà attraverso il condensatore ma passerà attraverso il BGA. Se questo principio viene violato, le vie in cui avviene il cambiamento di livello saranno evidenziate dal software. Alle frequenze di segnale più elevate, è necessario ridurre la lunghezza del cavo di strato esterno, controllare la lunghezza massima consentita del cavo e verrà segnalata la violazione.
Un'altra regola è quella di controllare la distanza massima dal condensatore di blocco DC al perno di connessione della tensione di alimentazione. Poiché il raggio effettivo del condensatore di blocco è piccolo, non può superare la distanza consentita collegata al perno di disaccoppiamento. In caso contrario, il condensatore non ha effetto e può essere ignorato. Le violazioni di questa regola saranno elencate insieme alla distanza da ciascun condensatore. L'ultima regola importante è che la traccia non può essere troppo vicina al bordo del piano di riferimento. In questo caso, l'impedenza della linea cambierà e può far riflettere il segnale alla discontinuità dell'impedenza.
Attraverso questo pacchetto software, è possibile controllare regole specifiche, guidare l'utente attraverso un elenco di errori e quindi visualizzare le aree chiave del cablaggio. Cambiare la posizione dei componenti nelle prime fasi della fase di progettazione può creare un percorso di cablaggio che previene problemi di compatibilità elettromagnetica, eliminando la necessità di schermature o filtri aggiuntivi, risparmiando così prezioso spazio sul circuito stampato e costi dei componenti.
in conclusione
Poiché la progettazione del circuito stampato diventa sempre più complessa e le specifiche di compatibilità elettromagnetica si sviluppano sempre più rigorose, è necessario cercare una soluzione nella fase iniziale della fase di progettazione. Il pacchetto di simulazione software, specialmente quando viene utilizzato insieme all'interfaccia efficace di strumenti di cablaggio ampiamente utilizzati, è di grande importanza nel processo di sviluppo del prodotto.
