汽車電子產(chǎn)品電磁兼容性(EMC)分析、仿真及優(yōu)化設計.pdf

1、電磁兼容性(EMC)是衡量電子設備正常的功能、性能是否良好的一個重要標準,對電子設備的安全性和可靠性有著重要的影響。汽車電子產(chǎn)品對電磁兼容性要求嚴格,在設計時必須加以考慮。在初期設計階段考慮并處理好信號完整性方面的問題,是控制EMC問題的關鍵。本文從信號完整性的角度,通過仿真分析,對項目開發(fā)的基于控制器局域網(wǎng)(CAN總線)的車用組合開關做硬件上的優(yōu)化設計,為印制電路板(PCB)的設計提供合理的約束條件,以使單板能符合汽車電子行業(yè)的EMC

2、指標和信號完整性要求。
　　本文先介紹信號完整性,對電子設備中的各種信號完整性問題進行分類,并介紹了硬件設計中用到的信號完整性仿真工具,器件模型和仿真流程?；趥鬏斁€基本理論,運用分布參數(shù)模型分析信號在傳輸線上的傳輸特性,以及傳輸線的特性參數(shù)對信號傳輸?shù)挠绊憽?br>　　然后基于傳輸線理論,對信號完整性的兩大主要問題反射和串擾進行深入分析。分別研究了反射和串擾的形成機理。對不同類型的阻抗突變、信號上升時間、傳輸線延時等反射和串擾的

3、相關影響因素做仿真對比分析。根據(jù)仿真分析的結果,提出了在硬件設計過程中減小反射和串擾的方法措施。
　　在上述基礎上,對所設計的CAN總線車用組合開關關鍵信號網(wǎng)絡上的信號完整性做仿真分析和優(yōu)化設計。對關鍵通訊信號線上的單端信號和差分信號網(wǎng)絡做反射仿真分析,研究采用不同的端接匹配方式時接收端信號存在的過沖和抖動,以選擇合適的匹配方案和匹配參數(shù)。通過串擾仿真,分析了在系統(tǒng)最大工作頻率下,并行線間的串擾。根據(jù)仿真結果,確定串擾飽和線長,以

4、及將串擾噪聲控制在信號幅值10％范圍內(nèi)的并行線最大耦合線長和最小線間距。根據(jù)仿真分析結果,設計合適的布線約束規(guī)則。
　　在設計階段解決硬件的信號完整性問題,減小或消除關鍵信號網(wǎng)絡上存在的反射、串擾、振鈴等,提高信號傳輸質(zhì)量,不僅有助于減弱信號的輻射強度,還可以增加單板信號的噪聲裕量,提高系統(tǒng)的抗干擾能力,降低外界電磁干擾對設備性能的影響。通過專業(yè)仿真工具的高精度分析,從而在硬件設計階段處理好電磁兼容問題,是使電子設備達到EMC測試