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我先自我介紹一下，我叫林野，是中國區的技術工程師，主要是電子設計自動化方面的一些支持工作。我先跟大家需要提一下的就是說，對于現代的電子系統設計而言，我們面臨這么三方面的挑戰，一個是我們的產品需要有更好的性能，或者說它的指標表現需要更好，是我們設計的周期來講，會有越來越緊的周期的限制，也就是說我們的成本要求更高，這點就決定了我們一定要選擇一個適合我們產品設計的一個很好的一個設計工具，在現代的電子設計里面，沒有仿真的工具，就靠你的經驗，或者是你的公式來計算的話，那是很困難的，如果你就這樣做的話，只能說有很大的潛力挖掘，本來你可以做的更好。 這是07年的時候美國的波斯頓一個集團做的統計，全球20家最具創新力的公司，我們看看這邊有非常熟悉的，豐田等等一些，有14家都選了他們公司的解決方案。我們注意一下，不包含在這14家里面的公司，實際上仔細看一下的話就發現，其實這些公司主要是沃爾瑪、星巴克這些公司，不是屬于設計和制作行業，其實全球，在國內來講，做得比較好，稍微大一點的電子設計方面的研究所或者是公司，都選擇了ANSYS公司。現在ANSYS公司的產品線，大概包含這么多的產品線，一個是結構仿真，還有流體仿真，熱分析以及我們所關注的電子設計自動化這么四大個產品線。ANSYS公司一直致力于為大家提供叫做整合的這樣一個產品設計解決方案，那么我們的EDA產品線呢，剛才也講了，包含了四個產品，EDA產品也可以跟熱分析這方面進行一個耦合設計。比如說在產品設計里面，有發熱的問題，比如說我們做高頻設計，如果是一個芯片的發熱，可以定義它的芯片是多少，通過一個熱分析的工具仿真出來，如果是微波的發熱，這種問題的話，沒有辦法直接定義它的熱流的。就需要耦合分析。這個ANSYS工具可以通過任何一個功能，把損耗和產生的熱量，放到這里面去作一個處理得到溫度場的分布。 我們回到我們所關注的電磁兼容環節里面來。EMI就是電磁干擾，由電磁現象引起的設備，傳輸通道或系統性能的下降。EMC電磁兼容：在有限的空間，時間和頻譜資源下，各種設備共存而又不至引起性能降級的科學。大家看了以后覺得非常熟悉，但是不一定都理解，就是在設計過程中碰到的絕大部分問題，都是電磁兼容的問題。我們做產品的話，在平時的過程當中，會碰到這樣那樣的指標，會一項一項的過，在這里面，頭疼的比方說一些標準的問題。后面我們會一起探討，來幫助我們在設計的環節根本上解決這個問題，不是簡單的加一個屏蔽或者什么樣的問題。 而且大家很清楚，電磁兼容和電磁干擾，在分析的時候有兩個環節解決。有哪些因素來干擾呢，一個是系統結構還有參與信號的強度，這個會影響我們干擾源，還有系統的設計也有重要的影響。具體進一步來說，電磁兼容從設計仿真環節來講，可以分為兩大類，一個場仿真的工具，也就是說我們單獨關注干擾途徑的時候，舉個例子，比如說對機箱的就要用場仿真布局來解決，包括雷擊等等，都是通過場仿真工具來解決的問題。還有一部分問題是需要我們使用到電路，比如說一個PCB板，一個設備輻射的時候，我們需要完整的考慮PCB板的輻射和機箱的效果，這時候用到電子和電路的協同仿真來解決實際的問題。這個我們有很多這方面的具體的一些技術細節，來幫助我們實現這些平時聽起來你像一個實際的一個設備，你要完整的仿真它的對外的一個輻射的狀況，這個是非常困難的，這個我們后面會具體來看到這個困難，主要來自哪些方面，比如說這個機箱的問題，做過的人都知道，像這樣的問題要直接仿真的話，計算量非常大，我們機箱知道，通風、熱設計方面的一些考慮的，在這些地方必須加上通風口和散熱的接口。 這種孔縫的結構，如果直接到場仿里面仿真的話，計算量非常大。ANSYS現在這個工具里面，提供了一種編輯條件，會單獨對這個通風孔進行設計，然后到你的工程里面，那么這樣做使我們的整個設計大大簡化，并且它的仿真精度得以保證，這個時候我們做的工作更細化，比方說仿真這個孔是六邊形還是圓形更好，在不影響我們導熱的情況下，可以得到更好的一個電子屏蔽的效果。這個是我們需要說的。剛才看到這個問題，我們經常需要處理，這個仿真，如果有做車載的情況電子布局的話，這個是整車的電子系統仿真，就是DVD在工作的時候，對外產生的輻射，會不會對車上其他的電子設備道路影響，我們看DVD工作的時候，對于車體，這個計算量是非常大的，但是處理這樣問題時候，現在我們的HFSS，推出HPC的仿真的功能，實現一個處理。如果是研究所里面工作的同事，大多數都配置了設備，可以實現計算，使我們的計算和計算的容量大大的提升。 這個是實際仿真的一個實例，這個是天線布局的問題。這樣看到衛星上面放一個小型七個單位的東西，這個問題把它分配到32個節點計算機上，同時做B型計算，把整個太陽能翻版，對它的影響全部考慮在內的一個整體的仿真。另外還有一個需要提到的，就是所謂這個艙段設備布局與電磁防護設計。這個實際上坦克上的例子，針對我們做這個設備，機箱機柜的設計，道理上一樣的，通過場仿實現的，一旦一個物體，幾何結構和材料確定好以后，那么它就會有一個固有的頻率，在好幾年前，重慶有一個橋，出現垮塌的事故，當時部隊在上面走，就是齊步走的時候，走路的頻率，可能那個橋我估計就是當時設計的時候，沒有做諧振的分析，走路的時候那個頻率剛好等于橋的共振頻率，這個時候橋就引起共振，橋塌掉了，如果不去做諧振頻率考慮的話，會有什么影響？比方說看到，這個坦克，我們看到這個幾何結構一旦確定的前提下，這個幾何結構確定，就有固定的頻率，118兆的時候，場的模式就是這個樣子，這個場圖說明什么問題，假定我們的一個設備是工作在118兆這樣的頻率，如果我們這個設備，放到這個位置，這個紅的位置，就是代表場最強的地方，藍色是弱的地方，產生什么，就是對外的工作顯著增加，如果你是一個機箱，EMI測試的時候，當這個188兆的有一個尖峰，頻率效果急劇的下降，反過來說，電磁波是互益的，外面有一個干擾，輕微的振動，對你的設備來講，在188兆的時候抗干擾能力下降。所以我們設計中要注意。所以對于這樣一個設計來講的話，應該做什么樣的工作。 如果這個設備確實是188兆，改變幾何結構，比如說這個要離188兆遠。如果真的這個結構確定了，沒有辦法修改的時候，怎么樣來處理呢？把它放到藍色的區域，或者自發電磁比較弱的地方，使抗干擾能量提升一些。這個是一個天線的一個問題，這實際上歸結為電磁問題，現在有一個全新的模塊，處理開放場的結構。另外現在最新的版本。HFSS最新的版本13版本，這個是業界唯一能夠做的仿真的工具。 比如說這里有一列的平面波，照射過來以后，在這個筆記本電腦里面，把這個接收的電路，被干擾的電路放在這個地方，清楚的看到，這個入射波找到這里面以后，這個電路上實際的波形，損害的波形是怎么樣的�？吹暮芮宄�。那么整個電子兼容設計解決方案，我們所用到的工具，包括HFSS，這個是任意的仿真器，在這兒我們要特別強調一下，HFSS是處理任意的三維結構。HFSS單純用于仿真不適合的，要花一個月的時間仿真一個PPT板，沒有具體的意義。我們一般都是用Slwave，一般用這個工具來用，我們做好這個結構，比方說我們經常用的工具里面，做好的PPT板，直接導入到這個Slwave里面去仿真。整個這個包含PCB和我們的機箱機位在設計的流程具體包括八步，實際上用的工具三個。具體是哪三個工具？ 另外一個還要用到的工具，就是Designer Sl，是高性能非線性電路時域仿真，后面我們通過實例，具體看到我們怎么在這個平臺里面，把我們的HFSS里面，加到里面去，完成一個電磁干擾的設計。那么對于PCB的設計來講。我們PCB設計，剛才我們關注的主要是干擾路徑的問題�，F在回到干擾源這一塊，來具體的探討一下，PCB里面，首先仿真挑戰，來自哪里？首先PCB非常復雜，一定要有一個非常專業非常專門針對PCB設計的工具，才能完成對于這樣一個非常復雜的這個結構的整版的仿真，上午的時候就是濾波的加法的問題，加到什么樣的地方，這個實際上說回來的話，又回到一個問題，就是PCB板，在任何一個材料特性和結構確定的情況下，他的諧振就已經被確立下來了，我們可以看到在這個地方。在ANSYS，把整個PCB板入進來以后，最直觀就是分析，這個地方對應不同點，場的分布，就是諧振的電場的分布，以這個0.53諧振頻率點為例，是這樣的，紅色的區域代表在這個地方，更強，綠色的地方更強，加到強的地方效果會更好。選用多大的數值，這個是跟你的，如果通過公式來說的話，跟你本身的容值和電感相關的，我們一般選用LC分之一，需要頻率點越接近的點最好，在這個工具里面，把各個不同的廠商，提供的具體的電路型號，把曲線把它羅列出來，非常清楚的看到，這個曲線會是一個凹陷下去的地方，這個凹陷下去的點就是頻率點，比如說選擇刑偵頻率點是530兆左右，把這樣的電容實際加到這個PCB板里面，加到紅色的區域，起到最好的電源效果。 |
