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板级EMC设计与仿真分析

  • 开课时间: 2020年9月18日 周五 2020年9月19日 周六 查看最新上课时间
  • 开课城市: 深圳
  • 培训时长:2天
  •  
  • 课程类别: 项目研发
  • 主讲老师:余老师(查看该老师更多课程)
  • 课程编号: 59724
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板级EMC设计与仿真分析其它上课时间:

培训对象:

从事开发部门主管、EMC设计工程师、EMC整改工程师、EMC认证工程师、硬件开发工程师、PCB LAYOUT工程师、结构设计工程师、测试工程师、系统工程师。

培训内容:

课程背景    

板级EMC设计在产品的EMC设计中占有非常重要的地位,是EMC设计的重点和难点。EMC工程师需要提升板级EMC的设计水平,硬件工程师由于与单板硬件联系密切也需要掌握一定的板级EMC技术,参加培训掌握板级EMC设计技能最有效方式之一。此课程融入了EMC仿真分析数据,让学员可以用最直观的方式了解EMC设计规则,设计思路。    

课程特色    

1) 抽取的概念重要、理论分析经典:基于培训老师20多年大公司EMC工作经验,选择最重要要的、与实际应用联系紧密的EMC概念进行介绍,参考国外多部经典、权威的EMC文献资料进行理论分析;    

2) EMC设计规则有仿真、测试数据支持:大多EMC设计规则,如PCB走线跨分割、换参考、电源/地平面去耦等都有详细的仿真数据支持,有的还有测试数据支持,使学员印象深刻、铭记于心,达到学以致用、立竿见影的效果;    

3) 跟踪领域内的先进技术:将最新的技术、器件知识介绍给学员,如EMI/屏效仿真技术,新型的展频器件、BDL滤波器件等,使学员的EMC设计体现最先进的技术;    

4) 经典的EMC案例分享:通过比较新的、经典的EMC案例分享,是学员达到实战能力的提升    

课程大纲    

(一) 电磁兼容基本概念及理论    

l 电磁兼容概念    

l 电磁兼容三要素    


l 频域和时域    

l 周期/随机信号的频谱    

l 共模电流和差模电流    

l 共模辐射和差模辐射    

l 近场和远场    

l PCB中信号回流方式    

l dB单位的换算    

l 频率及波长    

l 展频(SSC- Spread Spectrum clocking )    

l 宽带和窄带    

l 峰值、准峰值和平均值    

l 回路电感、部分电感及部分净余电感    


(二) 板级EMC元器件    

l EMI器件    

┄电容;    

┄差模电感;    

┄共模电感;    

┄铁氧体器件;    

┄吸波材料;    

┄BDL滤波器件;    

┄展频器件    

l 防护类器件    

┄气体放电管;    

┄压敏电阻;    

┄混合保护器件GMOV;    

┄半导体管;    

┄TVS管    

┄热敏电阻    

┄保险管、变压器和光耦;    

┄多级防护及协调验证      


相关案例分享    


(三) 板级EMC接地及仿真分析    

l PCB中地的概念    

---安全地    

---机壳地    

---信号地:电路地,数字地,模拟地    

---直流电源回流地    

---功率地    

l 数字逻辑电流的流动    

---微带线中信号电流及回流路径    

---带状线中信号电流及回流的路径    

l 回流参考面电流分布    

---微带线回流参考面电流分布    

---带状线回流参考面电流分布:对称,非对称    

l 回流参考面阻抗    

---微带线回流平面净余部分电感    

---微带线回流平面电阻    

---微带线回流平面感抗余电阻的比较    

l 回流参考面噪声电压    

---考虑走线过孔时微带线回流参考平面电流分布    

---考虑走线过孔时微带线回流参考平面净电感的测试值    

---考虑走线过孔时微带线回流参考平面噪声电压的测试值    

---回流参考平面噪声电压对EMI及SI的影响    

l PCB板中电路的地与机壳的连接    

l 混合信号电路的接地    

---混合信号电路的EMC问题;    

---一般数字和模拟混合电路的接地    

---含大功率电机、继电器等高噪声驱动器的数模混合电路的接地    

l 散热器接地仿真分析    

---散热器天线等效模型    

---散热器不同数量接地螺柱及不同布置对辐射影响的仿真分析    

---仿真分析总结    

l 共模电感下铺地对EMI影响仿真分析    

l 产品系统接地设计    


相关案例分享    


(四) 电源/地平面去耦及仿真分析    

l 电源/地平面去耦的目的    

l 电源/地平面间EMI噪声的来源    

l 全局去耦电容EMI去耦效果仿真分析    

┄不同数量均匀全局去耦电容EMI去耦效果的仿真分析    

┄不同封装均匀全局去耦电容EMI去耦效果的仿真分析    

┄不同容值均匀全局去耦电容EMI去耦效果的仿真分析    

┄不同容值全局去耦电容交错分布EMI去耦效果的仿真分析    

l 局部去耦电容EMI/SI去耦效果仿真分析    

┄不同容值局部去耦电容EMI去耦效果的仿真分析    

┄局部去耦电容离干扰源不同距离时EMI去耦效果的仿真分析    

┄局部去耦电容在不同电源/地平面距离时EMI去耦效果的仿真分析    

l 电源/地平面及时钟电路电源的去耦设计规则总结    


相关案例分享    



(五) PCB布局、层叠和布线EMC设计及仿真分析    

l PCB布局EMC设计    

┄PCB总体布局分区;    

┄接口电路布局;    

┄关键器件布局    

l PCB层叠EMC设计    

┄多层板选择的原则及设计目标;    

┄基本的多层板构建区块及其组合方式    

l PCB布线EMC设计    

1) 关键信号走线跨分割对辐射影响测试和仿真分析    

a.测试分析    

┄测试板差模噪声和共模噪声测试;    

┄测试过程录像演示    

b.仿真分析    

┄跨分割处增加不同数量、不同封装、不同容值缝补电容对辐射抑制效果    

┄离跨分割处不同距离处增加缝补电容对辐射抑制效果    

┄关键信号跨分割EMI设计规则    

2) 关键信号换参考对辐射影响仿真分析    

a.在两个相同性质参考平面(同为GND或同为VCC)间换参考    

┄更换参考平面处增加不同数量缝补过孔对辐射抑制效果    

┄离更换参考平面处不同距离增加缝补过孔对辐射抑制效果    

┄更换的参考平面不同层间距离时增加缝补过孔对辐射抑制效果    

b.在不同性质参考平面(一个为VCC、一个为GND)换参考    

┄更换参考平面处增加不同数量、不同封装、不同容值缝补电容对辐射影响    

┄更换的参考平面不同层间距离时增加缝补电容对辐射抑制效果    

c.关键信号在与同一参考平面相邻的两个信号层间换参考    

d.关键信号换参考的EMI设计规则    

3) 关键信号PCB表层边缘走线对辐射影响仿真分析    

┄关键信号表层走线辐射与板边距离关系    

┄关键信号表层走线EMI设计规则    

4) 两层板关键信号包地对EMI的影响仿真分析    

┄包地和不包地条件下EMI辐射对比;    

┄包地线离信号线不同距离对EMI辐射的影响    

5)  20H原则仿真分析    

┄20H的基本概念    

┄分析VCC-GND两平面结构VCC内缩20H对EMI辐射的影响;    

┄GND-VCC-GND三平面结构;    

a. VCC内缩20H对EMI辐射的影响;    

b. VCC范围内增加不同密度的地过孔对EMI辐射的影响;    

┄20H规则对EMI影响的仿真总结    

6) 3W原则仿真分析    

┄3W原则的概念及仿真模型;    

┄平行微带线的不同中心间距对串扰的影响;    

┄平行微带线不同线长度、不同介质厚度及不同介电常数时对串扰的影响 ;    

┄3W原则对串扰影响的仿真总结    

7) 差分信号的EMI辐射仿真分析    

┄差号线直角拐弯45º斜角长度对EMI的影响;    

┄差号线以4个45º角绕过小障碍物对EMI影响;    

┄一个相邻差分对对辐射的影响;    

┄两个相邻差分对对辐射的影响;    

┄差分线参考平面上的反焊盘对EMI 的影响    

┄差分线EMI辐射仿真分析总结    


相关案例分享    


(六) 滤波和防护电路设计及仿真分析    

l 电源接口滤波及防护设计;    

┄开关电源共模/差模噪声等效电路;    

┄直流端口滤波电路各参数影响仿真分析;    

┄滤波板Demo电路仿真和实测比对;    

┄-48V电源接口滤波防护设计    

---AC交流端口滤波防护设计    

---汽车电子设备12V/24V直流电源接口滤波防护设计    

l 信号接口滤波防护设计;    

┄滤波设计的概念;    

┄单端信号滤波设计(非金属外壳、金属外壳);    

┄差分信号端口滤波设计    

┄单端和差分混合信号电路滤波设计    

l 时钟电路滤波设计;    

┄时钟输出RC滤波;    

┄晶振及驱动器电源去耦设计;    

┄晶振电源去耦仿真分析;    

┄时钟驱动器电源去耦仿真分析    

l 其它端口滤波防护设计    

┄复位电路滤波防护设计;    

┄面板指示灯电路滤波防护设计;    

┄拨码开关滤波设计    

l 典型接口电路滤波防护设计    

┄千兆网口滤波防护设计;    

┄USB接口滤波防护设计    

┄485接口滤波防护设计    


相关案例分享    


(七) 结构、电缆和PCB屏蔽设计及仿真分析    

l 结构屏蔽效能评估;    

┄解析公式评估;    

┄仿真评估    

a. 不同开孔数量对屏效的影响    

b. 不同Q值对屏效的影响    

c. 不同机箱大小对屏效的影响;    

d. 机箱开槽屏效仿真    

e. 不影响散热条件下提高屏效的方法举例    

l 电缆的屏蔽    

┄电缆屏蔽层的搭接要求;    

┄电缆屏蔽层与机壳360º搭接的实现方式    

l PCB屏蔽    

┄PCB边缘屏蔽仿真分析;    

a. 周边不同间距地过孔时对屏蔽效能的影响;    

b. 电源平面超出周边地过孔时对屏蔽效能的影响    

┄PCB局部屏蔽    


相关案例分享    


讲师资历

—余老师    

余老师,北京理工大学学士,东南大学硕士。1998年5月-2017年3月年在华为公司工作,先后担任工程师、高级工程师、主任工程师、EMC首席专家,华为六级任职资格。    


余老师在华为19年工作期间,一直从事通信产品的EMC测试、设计、平台技术研究和技术规划工作,在EMC测试及整改、网上电磁干扰问题处理、通信产品EMC设计、用户端口防雷设计、高频EMI技术研究及EMC仿真技术上有丰富的经验和深厚积累,曾代表华为参与了GB19286/YD1082/GR1089 Issue6等多个国内国际EMC标准的制定或修订工作。曾获华为个人金牌奖、个人总裁奖。申请国家专利10项,国内外发表论文4篇。    


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