系统级电磁干扰仿真研究

发布时间：2017-09-21 05:30

  本文关键词：系统级电磁干扰仿真研究

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【摘要】：电子产品的发展日新月异,系统和主板设计日趋复杂,但是设计周期却不断收缩,使得解决电磁兼容(EMC)问题变的越来越困难。随着电子产品频率的提高,用来分析EMC问题的一些经验法则也失去效用,而且还经常容易被误用。因此,大部分的电子产品都没有一次性通过EMC测试,迫使后期整改成本增高,假如因此耽误了上市日期,那么造成的损失就不可估量了。为了解决上述问题,出现了本课题的研究对象,系统级的电磁兼容仿真。本文首先阐述了与电磁兼容仿真息息相关的几个电磁兼容的基本理论或者概念：傅里叶变换的概念、共模干扰的概念、寄生参数的概念,并赋予了这些概念很多新的含义。在这些概念的基础上,又阐述了麦克斯韦方程和仿真算法的概念,通过阐述这些概念,不但对理解工程中实际的电磁兼容问题有重要的意义,也为我们顺利进行电磁兼容仿真建模提供了帮助。本课题采用的仿真算法是基于麦克斯韦方程的全波电磁算法,拥有超高的仿真带宽,并且限制条件少,适用于大部分的电磁兼容问题。系统级的电磁兼容仿真,除了仿真主板信号之外,还要考虑机箱、线缆和连接器等模块的建模。目前业界常见的系统级仿真有下面一些问题：一、只仿真系统中的某一个模块,应用性比较差。二、将所有模块都考虑进来,但是缺少原工程文件的使用,大量使用简易模型,造成仿真的结果并不精确。但是如果我们在仿真中大量采用实际的工程文件,这样会造成巨大的运算量,同时由于模型过于复杂和庞大,容易造成报错,导致仿真无法运行。本课题依据等效原理,将整个仿真流程分成三个模块,主板(PCB)仿真模块、机构和连接器仿真模块、线缆仿真模块,三个模块层层嵌套,由里向外,上一个模块的输出恰恰是下一个模块的输入,但是彼此间又相互独立,故大幅度降低了由于仿真模型过于庞大而造成的运算量,提高了仿真效率,同时又保证了较高的仿真精度,同时由于我们进行是一个电磁干扰路径全链路的仿真,所以本课题的仿真方法应用范围很广。本课题使用实际的工程样机进行了详细的干扰原理分析,并进行了整改前后的仿真数据对比,通过对比仿真图形数据,验证了整改方案的正确性,省掉修改和生产样机的费用,同时通过对比,也凸显了本课题仿真方法快捷、经济、有效。
【关键词】：电磁干扰 共模干扰 系统级仿真 仿真效率 仿真精度
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN03;TP391.9
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 电磁干扰仿真研究的意义与现状12-14
• 1.3 本课题的研究内容14-15
• 第2章 电磁干扰设计的基本概念和仿真算法的基本概念15-31
• 2.1 电磁干扰设计的基本概念15-26
• 2.1.1 电磁干扰的度量16-18
• 2.1.2 周期信号在频域中的波形18-23
• 2.1.3 共模干扰23-24
• 2.1.4 寄生参数对电磁干扰问题的影响24-26
• 2.2 电磁兼容仿真中的算法概念26-29
• 2.3 本章小结29-31
• 第3章 电磁干扰工程案例分析和仿真建模流程31-37
• 3.1 工程案例分析31-34
• 3.2 仿真建模流程34-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 仿真模型的建立与仿真设置37-55
• 4.1 近场源的建立37-40
• 4.2 共模干扰电流源的获得40-49
• 4.2.1 导入机构件和近场源40-41
• 4.2.2 连接器模型的建立41-42
• 4.2.3 激励的建立42-44
• 4.2.4 求解器等设置44-47
• 4.2.5 共模电流源的获得47-49
• 4.3 联合仿真49-54
• 4.3.1 Cable SPICE模型的提取49-52
• 4.3.2 Cable SPICE模型的连接与设置52-53
• 4.3.3 仿真结果53-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 工程问题的整改方案和仿真验证55-59
• 5.1 工程问题的整改方案55-57
• 5.2 仿真验证57-58
• 5.3 本章小结58-59
• 第6章 结论与展望59-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 学位论文评阅及答辩情况表65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 陆培永;;电子产品电磁兼容的重要性与检测技术分析[J];中国高新技术企业;2015年22期

2 高磊;;移动终端设备的国际认证及检测流程简介[J];中国无线电;2013年01期

3 王杰;李丽;宋宝生;;电磁兼容及安全认证[J];科技传播;2011年12期

4 丁雪;姜育峰;;计算电磁学与电磁兼容仿真[J];电子质量;2007年03期

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6 刘京林;浅谈电工产品电磁兼容性要求及其标准[J];电工技术杂志;2001年11期

7 余世里;EMC测量中的窄带／宽带分析技术[J];环境技术;1995年03期

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本文编号：892663