这个PI仿真工具的理论基础是传输线,采用有限元的方式对电源平面进行划分,把电源和相应的地平面匹配成一对平板电容,并划分成几个区域,如图所示:

如何实现高性能的PCB设计工程

工具采用频域分析的方式,板上各个小块的阻抗进行分析,最后得到各点的阻抗图:

如何实现高性能的PCB设计工程

如果发现某个区域的点的阻抗在目标阻抗以上,就通过重新分配电源平面,或增加滤波电容,降低这个点的目标阻抗,增强对器件管脚的滤波能力。

6.EMC问题:

随着人们生活水平的提高以及对包括电磁污染在内的环保的关注,EMC问题成为所有电子产品研发中绕不过去的弯。作为一个“Black Magic”,EMC问题越来越困扰开发人员。

EMC要从源头设计。作为产品EMC的源头,单板/PCB的EMC性能愈发引起关注,在EMC众多的指标中,最让硬件工程师头痛的是RE指标问题。

出于模型的限制,即使业界公认的顶级EMC仿真软件,至今也不能仿真出和实际测试数据可比拟的数据出来。其只能给出某些特定条件下的简化了的单辐射源的辐射场分布情况,进而提供设计参考。

如何实现高性能的PCB设计工程

EMC 设计至今主要还是靠EMC工程师/硬件工程师的经验来开展设计。作为工程设计,我们无需作过多的理论分析,但我们必须具备一些常规的工程设计经验。同时借 助一些近场探头等辅助手段来解决EMC问题。上图为借助近场探头测出的RE指标以及特定频率的EMI物理空间分部图。

以笔者的意见,以PCB为主的单板EMC问题,我们需要把主要精力集中在以下三个方面:

1)电源

2)时钟(及其它强辐射源)

3)接口电路

提及电源,我们考虑的是电源(地)的完整性问题以及作为回流通道的电源地设计;

时钟作为单板的主要EMI源,承担了60%以上的主要EMI源;

疏忽任意一个接口的设计,你整个产品的EMC努力都有可能前功尽弃。

作为工程实现,只要围绕上述3点作文章,整个产品的EMC问题也就成功在望了。

7.DFM的挑战

解决DFM问题,除了单板工艺工程师制定适合本公司的工艺标准外,需要对PCB设计工程师进行系统、全面的DFM常识培训,PCB工程师需要不断了 解业界的PCB生产加工能力现状,结合本公司的实际情况,选择合适的工艺路线和设计参数。在电气性能和DFM方面的取舍上,综合考虑。此外,在PCB的封 装库上,必须有专职的建库人员,从源头上解决DFM问题。