電路設計 - 提高PCB設計效率的方法

從根本上講, 電磁相容性根據試驗箱中的現有模型進行測試和驗證. 這些測試不僅昂貴，而且耗時. 有許多方法可以在設計過程中使用早期軟件類比來降低測試成本. 然而, EMC是一個複雜的主題, 現時很難實現複雜電路板的完整3維模擬. 因為這些困難, 專家只能專注於電路板關鍵區域的類比, 例如電源和接地系統或單個關鍵網絡, to determine the causes of electromagnetic field radiation (emission) and radiation (sensitivity). 在這些分析中獲得的知識將應用於 PCB電路設計師.

在新開發的模擬套裝軟體中, 用戶可以從最流行的 PCB佈局 工具. 接線審查功能檢查所有電路板層的各種設計原則, 網絡或跟踪. 軟件可以導入以下佈線工具提供商的佈線數據：Altium, 抑揚頓挫, 導師, 奧卡和祖肯. 該軟件由專業模擬軟體公司和知名IT行業巨頭的專家共同開發.

前者提供與各種PCB佈線工具的介面，而後者側重於幾十年來建立和驗證EMC/SI規則的專家系統。 多年來，該公司的專家利用靈活的量測科技研究了許多EMC設計問題，最終建立了各種有效的設計規則。 根據這些規則檢查關鍵設計，並通過測試驗證結果。 最後，將不同的功能結合起來，形成一個軟體工具，可以識別常見電磁干擾的主要來源。

此通用軟件不需要EMC專家。 它允許PCB板設計師檢查設計是否符合EMC規則。 其次，該軟件為佈線設計師提供了EM問題的詳細描述和可能的解決方案。 集成瀏覽器可以顯示設計中EMC違規的確切位置。 事實上，開發此套裝軟體的主要目的是讓不具備相關EMC知識的用戶能够在設計中更早、更容易地準確定位EMC問題，從而最大限度地降低量測和重新設計的成本。

基於規則的檢查

發射或耦合是由違反某些幾何規則引起的。 例如，考慮到電流返回路徑，每個訊號都有一個用於訊號跟踪的預設路徑，但在功率層和接地層中通常存在環路。 回路電流總是選擇電阻最小的路徑； 同時，在高頻條件下，選擇阻抗最低的路徑。 這個新軟件可以確定哪個返回路徑是不連續的。 例如，該路徑可能因分離的平面而中斷。 如果回路不能幾何地遵循訊號路徑，則回路電流將使用不同的路徑。 根據回路電流周圍區域的大小，天線可能會輻射或接收干擾訊號，這可能導致EMC合規性故障或可能的設計故障。 該軟體工具可識別電源層中的此類不連續銅是否由一個或多個高頻電容器連接。 這些電容器將形成對回路電流具有低阻抗的路徑，從而避免不需要的回路。

電容器距離訊號太遠而無法連接到故障導致的EMC問題

另一個規則是蒐索改變訊號層和回路電流參攷平面的網絡。 如果訊號軌跡僅從基準面上方變為下方，則產生的輻射非常小。 在這種情況下，回路電流可以繼續在同一平面內流動。 如果同時改變訊號層和基準面，則必須保證返回路徑。 在通孔附近使用電容器必須避免產生不需要的路徑和回路電流。 該軟體設計規則必須識別並允許BGA下多孔區域層的變化，因為回流焊不會通過電容器，而是會通過BGA。 如果違反此原則，軟件將突出顯示發生層更改的過孔。 在更高的訊號頻率下，有必要减少外層電纜的長度，檢查電纜的最大允許長度，並指出違規行為。

另一個規則是檢查直流阻斷電容器到電源電壓連接引脚的最大距離。 由於閉鎖電容器的有效半徑較小，囙此不能超過連接到去耦引脚的允許距離。 否則，電容器沒有影響，可以忽略。 違反此規則的情况將與到每個電容器的距離一起列出。 最後一條重要規則是軌跡不能太靠近參攷平面層的邊緣。 在這種情況下，線路阻抗將發生變化，並可能導致訊號在阻抗的不連續處反射。

通過此套裝軟體，您可以檢查特定規則，引導用戶查看錯誤清單，然後顯示佈線的關鍵區域。 在設計階段的早期階段更改組件的位置可以創建一條佈線路徑，防止電磁相容性問題，消除對額外遮罩或濾波器的需要，從而節省寶貴的電路板空間和組件成本。

總之

作為 電路板設計 變得越來越複雜, 電磁相容規範也越來越嚴格, 有必要在設計階段的早期階段尋求解決方案. 軟件類比包, 尤其是與廣泛使用的佈線工具的有效介面一起使用時, 在產品開發過程中具有重要意義.