如何利用EMIStream來解決系統板級EMI問題

圖3：檢查結果以對話框的方式顯示出來，出錯網絡在PCB版圖上將高亮度顯示，所有錯誤用紅圈在網絡上標出。

例如，第一個錯誤提示該網絡沒有完整的電流回路，點擊該錯誤，畫面放大顯示并用紅圈標示錯誤的位置。同時，還會彈出對話框，顯示錯誤的原因，并給出幾個修改建議。這些建議包括：(1)修改導線的路徑避免跨不同NET的銅箔，導致參考平面不完整，阻抗失配。(2)修改銅箔的外形，使導線擁有完整的參考平面。第二個錯誤是該網絡的最大輻射dB值，分為差模和共模輻射值。

D：然后，顯示發現的銅箔錯誤，比如GND銅箔邊緣缺少過孔、過孔間距過大等。

E：串擾檢查幫助檢查同一層并行走的部分或相鄰層交叉的布線是否有串擾。建議修改并行太長的走線。4.電源地平面諧振分析

在完成了對網絡的檢查并做了相應的修改，接下來針對電源地平面進行諧振分析。EMIStream通過模擬板的形狀和電源、地平面之間形成的電容進行建模，并運用SPICE電路仿真進行解析。用紅色表示大的電壓波動，藍色表示小的電壓波動。

首先對3V3的電源層面進行分析，鼠標點擊選擇3V3電源平面，填寫和3V3電源平面最近的GND平面的間距，介質常數信息。修改Option選項中的計算網格大小為3毫米，設置掃描頻率從30MHz到2GHz，步長為10MHz。點擊RUN開始分析，結果如圖4所示。

諧振分析結果有兩種圖形顯示：一種是PCB版圖上的波動電壓分布圖，紅色的區域為電壓波動相對較大的地方，藍色為電壓波動相對較小的地方;另一種是在設定的頻率范圍內的全部諧振頻率點，其峰值波動電壓是否超標可以從選定的電磁標準曲線上看出。 從圖5左圖中可看出，電源/地平面在1.5GHz附近有很多諧振點。

對于電源/地平面諧振問題，可以通過在電壓波動相對較大的地方增加退耦電容來減少諧振。EMIStream系統自帶了常用電容的RLC模型，如果需要特別的RLC電容模型，用戶可以自由添加。我們在幾個紅色地方添加C104的電容。需要注意一點的是，采用電容串聯電阻的效果可能更好一些。再使用相同的設置，重新進行分析，結果見圖5右圖。此時的分析結果得到明顯改善，剛才紅色的區域都變成藍綠色，從2G以下的最大諧振值都降到-5dB以下，滿足了系統的設計要求。

本文小結

PCB設計的EMI問題是一個非常復雜的問題，需要用各種方法來綜合處理，通過該案例分析，可以發現：(1)聯合使用EMIStream工具和PCB設計工具，可以大大提高設計效率；(2)可在PCB設計階段發現并解決EMI問題，減少反復修改的次數，節約成本；(3)與通常的SI分析工具相比，不需要IBIS模型，不是對一個網絡而是對全部網絡進行分析，很快(一分鐘)可出結果；(4)可以立竿見影的幫助PCB工程師，幫助改進布局布線策略，減小電路板的EMI干擾的發射；(5)有效地提高設計質量，縮短設計周期，加快產品上市時間。