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(完整版)EMC仿真软件调研

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EMC仿真软件调研

通过与东风交流调研发现比较常用的EMC仿真软件主要有ANSYS、CST以及

HyperLynx等。 1、ANSYS

ANSYS 的仿真技术覆盖了结构、热、流体、电磁场及电路与系统,适用于从产品研发到生产制造的全过程,具有广泛的应用领域并且ANSYS结构、电磁、流体等仿真工具彼此之间可以良好的配合。我司是对控制器进行电磁兼容性方面的仿真,仅需要使用的是ANSYS中的SIwave和HFSS这两个仿真工具。其中SIwave是对印刷电路板进行板级的仿真;HFSS是对三维结构的空间电磁兼容性仿真,可以对完整的控制器进行仿真。

1.1 SIwave

ANSYS SIwave 可以进行EMI、EMS仿真和优化,能够对PCB印刷电路板、BGA 封装等进行整版信号完整性、电源完整性仿真设计。SIwave可以快速定位PCB板走线的信号耦合路径以及其本征谐振分布,可以从设计初期解决耦合问题和避免谐振的产生。此外SIwave还可以得到近场辐射和远场辐射的分布图,直观的察看高频辐射区,并提供参考策略进行辐射的控制和优化。 1.2 HFSS

ANSYS HFSS 是机箱级的电磁场仿真工具。可以求解任意三维结构的电磁场,具有广泛的适应性,应用范围从直流到光波;可以自动网格生成和自适应网格细化,实现高精度、高可靠和高稳定的电磁场求解。

2、CST

CST 工作室套装是面向3D电磁、电路、温度和结构应力设计的一款全面、精确、集成度极高的专业仿真平台,拥有理想边界拟合(PBA)技术可以更好地逼近实物进行仿真;并且拥有无需划分网格的精简模型库以及天线模型库,增加仿真的便捷性;此外还支持各类CAD/EDA/CAE接口,方便与外部工具的对接 。

CST 工作室套装共包括1个设计环境和8个工作室子软件,分别是: (1)CST设计环境:CST仿真环境。 (2)CST 印制板工作室:板级EMC仿真。

(3)CST微波工作室:系统级EMC及高频无源结构仿真。

(4)CST电缆工作室:线缆级EMC仿真。

(5)CST设计工作室:系统级有源及无源电路仿真。 (6)CST规则检查:板级布线EMC和SI规则检查。 (7)CST电磁工作室:通用静场、 低频电磁场仿真。 (8)CST多物理场:温度场/机械应力仿真。

(9)CST粒子工作室:三维带电粒子/电磁场相互作用仿真。

而我们对控制器进行EMC仿真只需要用到CST设计环境、CST 印制板工作室、CST微波工作室以及CST规则检查。 2.1 CST设计环境(CST DE)

其主要是CST的仿真环境,拥有CAD/EDA/CAE接口;包含前处理、后处理、优化器以及材料库;主要的是所有的工作室子软件必须在此环境下方可运行。 2.2 CST印制板工作室(CST PCBS)

该子软件主要是用于印制板SI、PI、EMC仿真;可以用频域有限元法来取全波分布参数;能提供时域及频域仿真算法及结果;拥有一键式的PI、SI求解器,谐振模式分析和去耦电容的优化。 2.3 CST微波工作室(CST MWS)

主要用于系统级EMC及高频无源结构仿真。内嵌精简模型,适合机箱机柜EMC仿真;可仿真任意结构、任意材料下的S参数、辐射和散射问题;适用于整个电磁波和光波波段的电磁仿真。可进行机箱辐射发射仿真分析、雷击瞬态仿真分析以及静电放电仿真等。 2.4 CST规则检查

主要是用于板级布线EMC和SI规则检查。内置大量EMC规则和SI规则,用户可自定义规则并给出完整的检查报告,并可视化问题网络的位置。

3、HyperLynx

HyperLynx 是 Mentor Graphics 公司高性能简单易学易用的 PCB 板级仿真分析平台,提供混合/模拟电路仿真、信号完整性、电源完整性、电磁兼容性、热分析以及可制造分析的功能。此外HyperLynx与主流的 PCB设计工具均具有接口,如 Cadence、Altium Designer/Zuken 等,将仿真集成到 PCB 的设计环境,可以有效地对设计进行分析验证,提高设计性能。

HyperLynx 的功能模块主要包括以下几种: (1)HyperLynx SI:信号完整性分析

(2)HyperLynx PI:电源完整性分析

(3)HyperLynx DRC:SI、PI 和 EMC 规则检查 (4)HyperLynx Full-Wave Solver:3D 全波电磁仿真 (5)HyperLynx Thermal: PCB 板级热仿真 (6)HyperLynx Analog:混合/模拟电路仿真

我们控制器进行EMC仿真需要HyperLynx SI、HyperLynx PI、HyperLynx DRC以及HyperLynx Full-Wave Solver这四个仿真模块。

3.1 HypeLynx SI

HyperLynx SI 为信号完整性分析工具,包括前仿真(LineSim)和后仿真 (BoardSim)两大功能。 前仿真功能(LineSim)可以在 PCB 设计早期对信号完整性和电磁辐射问题进行精确的预测。后仿真功能(BoardSim)可以进行信号完整性和电磁兼容性的仿真验证。支持各种传输线的阻抗规划和计算;支持传输线耦合及损耗的精确建模;支持反射、串扰等信号完整性分析并且可以对信号网络进行 EMC 分析,内置的标准可进行对比。 3.2 HyperLynx PI

HyperLynx PI 为电源完整性仿真分析工具。利用 PI 仿真工具,可以对电源平面及叠层结构进行分析验证,优化去耦电容;可以对压降分析,检验整个电源平面的压降和供流能力。 可以为供电系统和噪声分析提供准确的平面结构模型;分析由于损耗导致供电回路上的压降;分析不同的电容的摆放位置、安装方式以及层叠设置出现的不同效果。 3.3 HyperLynx DRC

HyperLynx DRC 提供23条标准的设计检查规则,可用于 EMI/EMC、信号完整性和电源完整性问题的检查;支持用户自定义23条标准的设计检查规则;并且支持所有主流的 PCB 设计工具。 3.4 HyperLynx Full-Wave Solver

HyperLynx Full-Wave Solver是一个强大的 3D、宽带、全波电磁求解器,而3D 全波求解器适用于所有的几何结构,不需要假设回流路径,并且支持DC 到 40+GHz 的宽带求解;可以提取 PCB 上的复杂三维结构,生成从直流到高频的 S 参数,分析噪声谱、近场、远场和 EMI/EMC 特性,输出近场和远场辐射图、噪声谱图以及电流密度图等。

(完整版)EMC仿真软件调研

EMC仿真软件调研通过与东风交流调研发现比较常用的EMC仿真软件主要有ANSYS、CST以及HyperLynx等。1、ANSYSANSYS的仿真技术覆盖了结构、热、流体、电磁场及电路与系统,适用于从产品研发到生产制造的全过程,具有广泛的应用领域并且ANSYS结构、电磁、流体等仿真工具彼此之间可以良好的配合。我司是对控制器进行电
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