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一个EMI仿真的简单例子

6月前浏览13806

本文摘要(由AI生成):

本文介绍了使用ANSYS工具套件进行电磁干扰(EMI)仿真的流程。首先,使用HFSS进行3D电磁场仿真,计算电磁场。然后,在ANSYS Circuit中进行瞬态仿真,得到实际激励模式,并计算信号频谱。最后,利用实际频谱计算模型的EMI远场分布。需要注意的是,激励源的频谱信息最好用频谱仪捕捉,信号末端不一定匹配良好,进行金属外壳屏蔽效果仿真时需要勾选solved inside。


官方资料:

The EMI simulation flow uses the ANSYS tools suite  with:

step 1——HFSS, a 3D FEM full-wave electromagnetic solver, to model the structure and calculate the EM fields.


step 2——ANSYS Circuit, an electrical spice-like solver, to do transient simulation using HFSS model and realistic excitation patterns. Results of the simulation are back-annotated in HFSS to compute final EM fields.

(简单明了,点到即止,是ansys circuit和HFSS联合仿真EMI的方法总结)



看着很抽象,还是来看看实际的例子,一个最简单的例子,然而仿真流程大体如此。

(1)、建立一根50ohm的微带线模型,f_max=20GHz,仿真S11如下图。这一步对应step 1 to model the structure and calculate the EM fields,主要是建立3D model进行仿真,然后提取模型的S参数。这一步建立跟信号有关的模型即可,其他如外壳等可以先不导入,以免仿真时间太长。

(2)、在ANSYS circuit中import HFSS model,建立与HFSS的动态链接,to do transient simulaiton,然后push excitation,注意:一定要transient分析完成后才能push,不然看不到这个push项。


这一步由于是要得到 realistic excitation patterns,进而得到信号的频谱信息,要注意瞬态分析stop time的设置,因为频率的分辨率f_step=1/stop  time,分辨率不足,有的频谱分量可能会丢失。频谱的截止频率f_max=harmonics*1/stop time。


然后就可以看到信号的频谱分量了,下面是一个周期性脉冲的频谱(tr=tf=100ps,PW=300ps)



(3)、push excitation后,可以在Edit souce中看到具体的激励的幅度和相位信号,pwl是HFSS自带的一个函数,可以在help中查看具体用法。

如果要查看push后的激励的详细信息,可以通过HFSS>datasets查询:注意push后的频谱,频率单位为Hz,电压单位为V。(在这个窗口中可以看到有个import选择,这说明如果能用频谱仪抓到实际信号对应频谱的幅度和相位信息,那么仿真结果会更可靠)

(4)、接下来就是利用实际的频谱来计算模型的EMI远场分布了,这一步要注意扫频方式选择discrete,然后针对频谱幅度比较强的点建立single point sweep,以防止在linear step中miss掉了一些频谱,造成仿真结果不准确。

(5)查看仿真结果:此结果为加载一个1GHz正弦波激励的EMI远场分布。

如果没有push excitation,For every frequency, the source excitation is the same power or voltage。


下图为加载周期性梯形脉冲的EMI分布

(6)接下来既可以加载外壳和其他零部件了,看整机的EMI分布情况。



以上仿真有3个地方需要注意:

1、激励源能用频谱仪抓到其频谱信息是最好的,肯定比仿真结果来的准确,频率单位选择Hz,电压单位选择V;

2、信号的末端接的不一定就是50ohm这种良好的匹配复 制,有的是芯片,因此能拿到芯片的IBIS模型最好;

3、进行金属外壳的屏蔽效果仿真时,勾选solved inside.



Electronics DesktopHFSS电磁兼容
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首次发布时间:2019-09-28
最近编辑:6月前
萧隐君
硕士 | 高级射频工程... 大隐隐于市
获赞 407粉丝 2039文章 34课程 5
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未登录
8条评论
禾酥酪乌米饭、
签名征集中
11天前
为什么频谱信息不直接从circuit的仿真结果中看呢?
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MaxwellT
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1年前
您好,请问周期性梯形脉冲是怎么在Circuit中添加的?
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真不错
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gaoyuan
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3年前
写得好
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flymoon
学无止尽,勇攀高峰
3年前
具体点就好了{d83d}{de01}
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mon
签名征集中
4年前
簡明扼要
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真我风采
真我风采
4年前
如果能录个视频就更好了
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大脸猫cc
simulife
5年前
不确定的因素太多了,很难仿准
回复 1条回复
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