文章来源：http://www.sohu.com/a/193077909_782160

原標題：【工藝流程精簡和自動化】PCB布局中加入自動化EMC分析CraigArmentiMentor,aSiemensBusiness公司線路板系統部PCB行銷工程師。他在EDA行業擁有超過25年的從業經驗，曾在多家主流電訊和軟件公司擔任過行銷工程和應用工程類的職位。擁有電氣工程技術學士學位和工商管理碩士學位。符合電磁兼容性（EMC）規定是產品進入市場之前的必要條件。像聯邦通訊委員會（FCC）和國際電工委員會（IEC）這樣的國內和國際標準機構會限制每個產品輻射和傳導排放的最大值。汽車業和航空航天業制造商甚至會給他們的供應商設定更嚴格的標準。簡言之，如果一個產品沒有通過目標市場的EMC合規性測試，這個產品就不能出售。設計團隊深知保證產品EMC合規的重要性，但還是有很多設計團隊不會在設計過程中進行EMC分析。有的人認為PCB布局期間進行EMC分析會非常耗時，并且設置和配置具有一定挑戰性，得出的結果也不好理解。過去，在設計過程中，信號完整性（SI）和電源完整性（PI）一直是分析的重點，而所謂的“EMC分析”都是在制造完成后使用成品測試得到的結果。設計階段就進行EMC分析可以避免制造完成后才發現產品沒有達到EMC要求，而這一點常常被忽視。新一代ECAD工具中的EMC分析功能易于操作，而有詳細說明的檢查規則還包含對每條規則的解釋和對產生問題的建議解決方案。在PCB布局過程中、投入生產之前，適當加入EMC分析可以減少（多次）重新設計的可能性，從而減少產品開發成本和加快上市速度（圖1）。圖1：PCB布局過程中的EMC分析電磁兼容性分析——實際情況要比你想象中的更好電磁兼容性是一個讓人覺得非常艱巨、令人困惑的話題，尤其對那些新入行的工程師和設計師，還有那些對這一領域并不精通的從業人員而言。此外，大家通常還會混淆電磁兼容性（EMC）和電磁干擾性（EMI）這兩個概念。雖然本文的目的并不是介紹EMC和EMI理論，但我們還是要大致闡述一下它們的定義。EMC通常是指產品在不引入電磁干擾的情況下在周圍環境中工作的能力。產品一定要做到：-可以承受規定程度之內的干擾-不會產生超過規定程度的干擾-自身可以兼容EMI通常是指因電磁感應或電磁輻射對電路產生干擾的現象。這兩個定義簡言之就是：EMC是產品對周圍環境的耐受程度，EMI是產品對周圍環境的影響（圖2）。圖2：來源和受損位置的4種基本EMC/EMI耦合機制有人認為PCB布局期間進行EMC分析會非常耗時，并且設置和配置具有一定的挑戰性，得出的結論也不一定準確，正是這種想法復雜化了這個問題。正如前面所說，在設計過程中自動分析與制造完成后再對成品進行測試不同，可以大幅減少潛在的耗時和成本。雖然EMC測試實驗室不需要提供EMC測試的平均通過率，但很多研究表明首次通過率在50%左右。此外，在汽車行業中，不符合EMC規定是導致產品重新設計的第二大原因。EMC故障會造成（多次）重新設計，而重新設計會影響產品開發成本和上市的進度（圖1），所以在需要EMC合規的PCB布局時進行EMC分析是十分有必要的。PCB布局中“前移”EMC分析“前移”是工程領域術語，表示將通常在設計過程后期完成的任務提前完成的一種操作。一般來講，改變任務順序并不意味著排除了該任務在后期進行的必要性；而是為了減少對這項任務的依賴性并改善成品。在這種情況下，將基于成品的EMC測試前移，并且在PCB布局過程的合適節點上執行集成的解決方案。前移的目的在于幫助工程師和設計師更早地在設計過程中完成一些任務，最終消除重復設計并確保整個流程更高效。基本來講，在PCB布局過程中每進行一次分析，整個設計流程就會有所提升。前移的程度越大，優點就越多（圖3）。圖3：EMC分析任務前移來看一下典型的應用案例。通常情況下，設計師或工程師會在PCB設計系統中手動進行一些簡化的EMC分析，但還是要根據成品的EMC測試結果來決定是否需要更詳細的分析。在這種設計完成后再進行分析的情況下，檢測出的任何EMC問題都必須返回給設計師進行糾正。一旦在測試時發現了EMC問題，就需要對原產品做出一些改動來解決問題，這樣一來就必須做出一個新設計，整個周期又要再從頭進行一次。還有一種說法是測試時發現的任何EMC問題的細節可以通過分析和溝通在PCB設計系統內解決。這一說法的有效性根據EMC測試實驗室的專業水平級別會有所不同。EMC問題的手動檢測不僅很耗時，其主觀性也很強，不夠精準、容易出錯。通過將EMC分析提前到自動化的設計過程內，EMC問題從發現到解決的整個時間就不會再受到外界操作的影響。分析進行得越早、次數越多，就越容易在設計過程的早期階段發現并校正問題。EMC分析——盡早多次實施鑒于僅僅一個設計改善就可以減少EMC干擾和發射，在PCB布局過程中某些合適的階段盡早進行分析可以發揮更大的優勢。很多設計團隊花了大量的心血去控制潛在的EMC/EMI問題，而不是去花時間利用分析的方式來減少出現問題的可能性。正如之前提到的，最新一代ECAD工具具有可以針對放置位置和布線進行不同EMC和EMI規則檢查的功能，以優化布局設計。在最理想的情況下，用來給PCB布局的ECAD工具的EMC分析功能可以做到：-每一條規則都有詳細記錄-清晰解釋每一條規則的原理-提供包含圖表的示例，詳細說明每一個設置選項-提供關于如何糾正問題的建議有些問題可以在集成的EMC/EMI分析中檢測出來，其中包括：-未背鉆的通孔長度-濾波器的放置-IC位于平面分割上-I/O耦合-孤立銅區域-在板邊緣的網絡-導線跨過平面分割-導線參考電壓有誤-過孔未背鉆長度在以上示例中，用戶不需要對EMC/EMI的準則有深入了解就可以運行自動分析。表1是PCB布局過程中各個階段進行EMC分析時應該檢查的項目。請注意在有些情況下，有的項目會在整個PCB布局過程中進行多次檢查。這并不意味著都要檢查同一參數兩次，但隨著設計的進行，需要重復進行分析。比如說，一個網絡的通孔數最大值。在設計周期后期接通電源、整面接地并加入了非關鍵性的網以后，在對重要的網進行分板以后分析結果可能會發生變化。

關鍵字標籤：官方網站