基于有限元法的电机软起动控制模块PCB电磁兼容设计与仿真

电机软起动控制模块PCB板载DSP芯片并运行于300 MHz以内的高频和2 ns以内的信号边沿速率。为解决由于高边沿速率带来的电磁兼容性问题,应用有限元法分别对自动布线和电磁兼容手工布线后的软启动控制模块PCB进行仿真,得到300 MHz、900 MHz和1.5 GHz下PCB的近场辐射值。仿真表明,PCB手工布线后其电场和磁场近场辐射在各频点下的最大值分别有42%~81%和41%~84%的改善。说明通过电磁兼容手工布线提高了PCB的电磁兼容性。     

高速PCB近区场电磁骚扰研究

分析了高速电子电路产生的电磁干扰(EMI)及相关印刷电路板(PCB)上电磁骚扰源的模型特征。利用电偶极子与磁偶极子模型分别对PCB上的共模辐射源和差模辐射源建模,着重探讨近区场辐射特征。以一种500MHz的高速电路为例,在MATLAB平台上分别对其电场与磁场进行仿真。结果表明,其近区场电场与磁场强度最高分别可达5×1011μV/m和9×1011μA/m。依据所使用模型及其仿真结果,有针对性地提出几种降低高速PCB电磁骚扰的方案,并比较了这几种方案的优劣。     

高速PCB近区场电磁骚扰研究

分析了高速电子电路产生的电磁干扰(EMI)及相关印刷电路板(PCB)上电磁骚扰源的模型特征。利用电偶极子与磁偶极子模型分别对PCB上的共模辐射源和差模辐射源建模,着重探讨近区场辐射特征。以一种500MHz的高速电路为例,在MATLAB平台上分别对其电场与磁场进行仿真。结果表明,其近区场电场与磁场强度最高分别可达5×1011μV/m和9×1011μA/m。依据所使用模型及其仿真结果,有针对性地提出几种降低高速PCB电磁骚扰的方案,并比较了这几种方案的优劣。     

基于有限元法的高频开关电源PCB电磁兼容设计与仿真

在高频开关电源的设计中,功率开关器件在高频下的通断会产生强大的EMI,所以不可避免的会出现电磁兼容问题。这篇文章应用有限元法分别对自动布线后的高频开关电源PCB与按照电磁兼容设计规则布线后的PCB进行仿真,得到其在200 MHz、600 MHz、1 GHz频率处的近场辐射参数。仿真结果表明:自动布线生成的高频开关电源PCB近场辐射的范围和数值均较大,电磁干扰较强。根据电磁兼容的相关规则对PCB进行优化后,近场辐射的范围和数值均有所减小,提高了PCB板的电磁兼容性。     

一种DC-DC开关变换器的片内RC振荡器

设计了一种具有扩频模式、适用于DC-DC开关变换器的片内RC振荡器。采用外部滤波修调电路来调整充放电电流,对振荡信号的频率起调节和稳定的作用。采用随机码扩频技术以减小脉冲宽度调制过程中产生的电磁干扰峰值,降低开关电源的电磁干扰。该RC振荡器基于0.5 μm BCD工艺进行设计。仿真结果表明,该RC振荡器可以对振荡时钟进行修正,有效降低了电磁干扰。该RC振荡器在非扩频模式时,可以通过外部电路来调整振荡频率偏差,振荡频率为18 MHz,占空比为50%,功率谱峰值为-0.05 dBm。与非扩频模式相比,该RC振荡器在扩频工作模式下的振荡信号功率谱峰值降低了19.95 dBm。     

基于有限元法的孔缝结构矩形腔屏蔽效能数值仿真

微弱信号检测设备因其检测对象的幅值比较小且易受电磁噪声干扰,所以如何有效地抑制外部电磁干扰非常重要。以微弱信号检测电路的屏蔽腔体为研究对象,采用有限元法对具有孔缝结构的矩形腔体进行建模仿真,分析孔缝的尺寸、形状对屏蔽效能的影响。仿真结果表明：采用多排圆形小孔代替相同面积的矩形缝隙在0.1GHz~0.8GHz范围内屏蔽效能提高了20dB以上,在0.8GHz~1GHz范围内提高了35dB。同时得到屏蔽腔体的谐振频率以及腔体内部不同位置处的屏蔽效能。仿真结果有利于电路和器件的合理布局,进而提高微弱信号检测设备的抗电磁干扰能力。     

电动车的电磁屏蔽仿真验证

以某电动卡车的电磁场辐射发射(9 kHz~30 MHz)严重超标为例,从主要辐射源的位置特点出发,在理论上分析了切断辐射源与被测天线间直视路径可带来的电磁辐射性能改善,借助电磁仿真软件建立了简化的测试环境模型,并设计和评估了整改方案及其效果。仿真结果显示,整改后,卡车的电场辐射发射降低至7 dB,磁场辐射发射降低至22 dB。     

30MHz以下电动汽车的辐射发射抑制

介绍电动车辆30 MHz以下电场辐射发射和磁场辐射发射的测量方法。以某电动洒水车的实际测量为例,分析其电场和磁场辐射发射严重超标的原因,找到了主要骚扰源—逆变器,并提出对被测车辆加装遮挡和覆盖件等整改措施。整改后,电场辐射发射减少10 dB、磁场辐射发射减少20 dB,为电动汽车的电磁兼容性能优化提供了实践经验。     

基于FPGA核心控制板的PCB抗电磁干扰设计

随着FPGA控制系统的时钟频率、元件数量与布线密度的增加,控制系统PCB板自身产生的电磁干扰问题日益严重。本文以时钟频率为50MHz的FPGA核心控制板存在的电磁干扰问题为导向,基于Altium Designer Summer 09的PCB设计平台,从PCB板层结构、布线、去耦、敏感信号处理、敷铜、电源与接地等方面进行抗电磁干扰设计,提高FPGA核心控制板运行的稳定性和可靠性。     

微带线电磁辐射的等效建模与辐射干扰分析

随着信息技术的快速发展,通信设备中的电路集成度愈来愈高,微带线成为PCB板上产生电磁辐射的主要部件。文章采用FEKO电磁仿真软件实现了L形带线电磁辐射的等效建模,并基于此,仿真分析了微带线电磁辐射对邻近微带线的电磁干扰特性。首先,采用FEKO电磁仿真软件,建立L形微带线的电磁辐射模型,仿真得到其上方某一邻近平面的磁场分布。其次,根据镜像原理,构建微带线电磁辐射的偶极子阵列等效模型。最后,采用该偶极子阵列辐照PCB板上的单根微带线,分析微带线上的电磁干扰特性。     

HDMI高清音视频系统的高速PCB的研究及实现

为了能够消除高速PCB技术中信号完整性的问题,需要在高速PCB设计过程中解决时序、噪声、电磁干扰等关键问题.研究了HDMI高清音视频系统的高速PCB设计过程中出现的串扰、电磁干扰、振铃和电源完整性等信号问题,提出削弱或消除以上噪声的方法.用Altium Designer,PADS软件绘制电路原理图和PCB,借助Hyper Lynx和ADS仿真软件进行前端和后端可靠性验证,最后通过对完成布线的PCB进行信号完整性验证.测试结果表明此方案设计的HDMI高清音视频系统工作稳定,在智能设备的升级替换和建设方面有重要的借鉴作用.     

煤矿井下水泵电机辐射电磁骚扰测试研究

煤矿井下由于高压、大功率机电设备众多,启停频繁,导致井下电磁干扰严重。本文针对井下电机类 设备的辐射电磁骚扰,分析了旋转电机的电磁兼容辐射发射限值,以及井下实验测试要求和方法,并对井下水泵电 机的辐射电磁骚扰进行了现场测试。测试结果表明:水泵电机在正常稳定运行时的辐射电场较弱,在整个测量频段 内没有明显的噪声突起;在电动机启停阶段,辐射电磁骚扰较强,辐射频谱达到2 GHz,主要辐射频谱在500 MHz 以 内,尤其在频段1 ~10 MHz 之内辐射电场强度达到最大。因此,煤矿井下工频电源驱动的电动机类设备的辐射电磁 骚扰主要是启停阶段产生的瞬态辐射干扰,稳定运行时辐射电磁骚扰对井下电磁环境的影响较小。     

PCB电磁辐射的仿真分析与优化

产品的电磁兼容性是工程设计人员在产品设计阶段必须考虑的问题,它不仅影响产品的性能,同时影响产品的稳定性。分析了PCB产生电磁干扰的原因,以及抑制电磁干扰的措施,并采用ANSYS公司的SIwave软件对某控制器PCB板上进行近场仿真分析,并通过阻抗匹配、添加去耦电容的方式对PCB进行优化,通过优化降低了PCB的电磁辐射,提高了PCB的电磁兼容性能。     

交变磁场传感器法拉第屏蔽的研究

为了更有效的接收所需信号,我们除了进一步提高传感器本身的性能外,还要消除一些不必要的干扰.在检测低频交变磁场而且磁场信号极其微弱时,首先要选用高性能的交变磁场传感器将交变磁场信号转换为电信号,然后采用一系列的选频放大等电子技术,这样在两者之间就会产生不必要的电场耦合,影响对有用信号的准确测量,为了阻断该电场耦合,对交变磁场传感器采用法拉第屏蔽是不可或缺的重要环节.     

舰载轻型天线稳定平台电磁兼容设计研究

基于电磁干扰和电磁兼容理论,针对舰载天线稳定平台安装位置处于恶劣电磁干扰环境和它在试验过程中因电源线尖峰信号及其传导发射和电场辐射等引起的电磁兼容问题,提出了采用压敏电阻和瞬变电压吸收二级管(TVS)进行瞬态抑制。采用屏蔽、滤波和接地等技术降低电场辐射以及采用合理的器件进行电磁兼容设计,这些措施在试验及实际应用中取得了很好的效果。     

基于Ansoft的电缆布线电磁兼容特性研究与仿真

为了量化电磁干扰程度,指导电缆布线设计,并判断设计中给出的电磁兼容措施是否满足系统及系统间的电磁兼容性要求,采用Ansoft Maxwell电磁仿真手段,做了不同种类线缆之间的电磁干扰仿真分析,得出信号线缆屏蔽层在接地良好的情况下,主要对电场起屏蔽作用,磁场屏蔽需要使用高磁导率的金属隔板.本次仿真具有工程性强、应用时象新等特点.     

使用扩频时钟产生器降低峰值EMI辐射

正什么是EMI?电磁干扰(EMI)是各种电场及磁场导致的有害发射,传输方式包括传导或辐射。产生的EMI量与电场及磁场变化的速率成正比。EMI最突出的滋生源头就是时钟等周期性的信号,因为大多数的能量尖峰集中在时钟频率。为什么限制EMI很重要?一个电子产品产生的EMI可能会与其他电子产品的正常工作频率产生     

基于SIwave的设备级辐射发射仿真分析

针对自制红外报警设备的近场辐射发射特性问题,提出了利用SIwave-Designer-HFSS三种模块对该设备的电源PCB、报警器PCB、机箱外壳三部分模型进行场路协同仿真的分析方法,并通过PCB板近场分布及观测点处场强的仿真与实测结果对比证实了该方法的可行性。基于SIwave的设备级辐射发射协同仿真方法是一种通用方法,适用于包含多块PCB及外壳的电子设备辐射发射特性的仿真分析。     

高频编码信号采集与存储系统研究

为了能够在速度快、频率高、冲击大、体积小等恶劣环境下,精确测得高频编码信号。设计了有针对性的采集、存储系统。通过分析信号特点,选取高性能匹配芯片EP3C16作为主控制器。考虑电磁干扰等因素,利用Cadence软件进行高速PCB设计,并对电阻匹配网络进行设计仿真,数据存储采用乒乓存储技术,并利用Quartus II进行模拟仿真。在电路板布线、阻抗设计上都进行了相应地抗干扰预防处理。应用设计的系统对500MHz实测信号进行采集验证,结果证明了系统具有抗干扰、稳定、可实现的特点。     

一种用于ADC采样的高精度时钟占空比校正方法

本文提出一种高精度时钟信号占空比校正方法,采用环路负反馈的理论产生延时控制电压,并通过延时可控的占空比调整电路来产生高精度占空比的时钟信号。基于0.18μm工艺对所提出的校正方法进行了具体电路设计和PVT全面仿真验证,输入频率在100MHz占空比变化范围6%~97%时,该方法都可以动态精确的输出频率为100MHz占空比为50%的信号,最大误差小于0.28%,功耗仅为4.8mW,为高精度ADC采样和转换提供了高效的解决方案。