電磁界解析基板の近傍・遠方界解析を活用した放射ノイズ抑制事例

  • 設計段階において 基板の放射ノイズを可能な限り抑制したい
  • 実機検討時にEMI問題となりえる基板上のポイント、周波数帯を事前に予測したい

回路シミュレータで解析した波形結果をノイズ源とし、基板近傍の電磁界分布、遠方界の電界強度[dBuV/m]を確認します。デバイスの動作特性を考慮した波形を給電でき、且つ複数の信号にノイズ源を設定することができるため、より実動作に近い条件での解析が可能です。

解析フロー


図. 基板レイアウト

基板レイアウトを電磁界シミュレータにインポートし、
ノイズ源として設定する信号に対しSYZ解析を実行する



図. ノイズ源信号のトポロジー

電磁界解析結果を回路シミュレータにインポートし、
ドライバ・レシーバモデルを接続後トランジェント解析を実行する



図. ドライバICピン端 波形

図. Push Excitation設定

解析結果を電磁界シミュレータへ Push Excitation する



図. Far Field Solution 設定画面

回路シミュレータの解析結果がノイズ源として自動設定される
遠方界解析を実行する

解析結果

1.初期結果


図. 3m遠方界電界強度

ノイズ源の高調波周波数にて顕著なピークが発生
→これらピーク周波数にてシステムレベルのEMIの悪化が懸念される


図. 基板表面電界分布@600MHz

図. 基板表面磁界分布@600MHz

ピーク周波数における基板近傍において
ノイズ源設定箇所以外にも電界レベルの高い箇所、
電流が集中する箇所がみられる
→レイアウト変更、EMI対策部品の追加を検討


ノイズ源とした信号にEMI対策部品として抵抗(47Ω)を追加する

2.対策案の結果確認


図. 対策前後3m遠方界電界強度

→偶数高調波、GHz以上の帯域において10dB以上改善


図. 基板表面電界分布@600MHz

図. 基板表面磁界分布@600MHz

→電界、磁界レベルが大幅に低減

解析種類

対応プロダクト

以下いずれかのライセンスを使用


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