Проектирование радиоэлектронных средств с учетом показателей электромагнитной совместимости на основе использования метода частичных эквивалентных схем элементов

• Автор: Гридина, Тамара Михайловна
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 186 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭС И НАПРАВЛЕНИЯ ПО СОВЕРШИ 1СТВОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭС С УЧЕТОМ ЭМС
1.1 Анализ современных систем автоматизированного проектирования РЭС функциональные характеристики, модели, методы
1.2 Технологии проектирования РЭС с учетом электромагнитной совместимости, направления по совершенствованию процессов автоматизации проектирования РЭС с учетом ЭМС

1.3 Цель и задачи исследования

1.4 Основные выводы главы

2. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭС С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ИХ

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ

2.1 Классификация паразитных эффектов и типовых конструктивнотехнологических решений, используемых при проектировании РЭС
2.2 Анализ современных методик рационального размещения радиоэлектронных компонентов с учетом основных критериев и критерия ЭМС

2.3 Основные выводы главы

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ И АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОЕКТНЫХ РЕИШНИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ РЭС С УЧЕТОМ ЭМС НА ОСНОВЕ МЕТОДА ЧАСТИЧНЫХ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ СХЕМ ЭЛЕМЕНТОВ
3.1 Сравнение методов электромагнитного моделирования
3.2 Математическое моделирование ЭМС на основе метода частичных эквивалентных схем элементов
3.3 Разработка алгоритма электромагнитного моделирования на основе метода частичных эквивалентных схем элементов
3.4 Формулировка модифицированного центрального анализа моделей РЕЕС
3.5 Алгоритм I
3.6 Преобразование в эквивалентную схему
3.7 Решение системы
3.8 Основные выводы главы
4. РАЗРАБОТКА ПОДСИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЭС С УЧЕТОМ ЭМС НА ОСНОВЕ МЕТОДА ЧАСТИЧНЫХ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ СХЕМ ЭЛЕМЕНТОВ
4.1 Разработка подсистемы автоматизированного проектирования РЭС
4.2 Апробация методологии на простых структурах
4.3 Оценка эффективности подсистемы автоматизированного проектирования по результатам внедрения
4.4 Основные выводы главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


По мере роста сложности электронных устройств и уменьшения сроков, отводимых на их проектирование, становится все менее приемлемым перенос расчета ЭМС на конечные этапы разработки. По окончании проектирования обычно изготавливается макет устройства и производится его тестирование на соответствие требованиям по ЭМС. В результате от до спроектированных устройств при первом тестировании не соответствуют требованиям по ЭМС. Иногда для устранения этих погрешностей приходится кардинально перерабатывать конструкцию. Количество изменений, которые необходимо вносить, увеличивается на порядки при переходе от эскизного к основному проектированию и тестированию, что приводит к значительному увеличению стоимости последних этапов разработки и зачастую к большим финансовым потерям за счет задержек выхода новой продукции на рынок. Для уменьшения этих потерь разработчикам необходимо учитывать задачи, связанные с ЭМС, на самых ранних стадиях проектирования. Эффективный анализ ЭМС предполагает исследование параметров ЭМС и целостности сигнала с использованием различных методов моделирования. В идеале анализ должен не только указывать на существование недостатков, но и помогать обнаружить их причины помехи или восприимчивость. Включение эффективного анализа ЭМС в процесс проектирования ПП это шаг в сторону сокращения затрат. Обнаружение источников нежелательных возмущений позволит избежать повторного проектирования и обеспечит повышение его качества в целом 9, , 6. Провести эффективное исследование задачи влияния электромагнитных шумов позволяет исследование программных средств предтопологического анализа целостности сигналов ii, , , I, I x и др. Далее, здесь можно определить оптимальные расстояния между проводниками, что позволит снизить вредное воздействие перекрстных помех. Фактически, предтопопогичсский анализ является наиболее эффективным однократным этапом проектирования, дающим разработчику печатной платы хорошие шансы обеспечить неискаженную передачу сигналов. После проведения предтопологичсского анализа целостности сигналов и последующей разработки топологии платы с использованием его результатов, посттопологи ческий анализ платы перестает быть итерационным процессом с компоновкой и трассировкой заново, а становится средством для заключительного утверждения конструкции. Разработчик может убедиться в работоспособности платы перед передачей е на производство. Проверке подвергаются такие параметры, как согласование временных интервалов, целостность сигналов, технологичность и электромагнитная совместимость. Программное обеспечение для посттопологического анализа, помимо всего прочего, должно позволять моделировать длинные линии с потерями, поведенческие модели I буферов, сложные циклы работы устройств и многоплатные конструкции. Кроме того, здесь необходима поддержка алгоритма I, что дат возможность использовать для моделирования отдельных устройств их стандартные Iмодели. Тем не менее, наиболее критическим фактором остатся скорость моделирования, что позволяет максимально сократить задержки между окончанием проектирования платы и запуском е в производство, а также возможность полного анализа платы на наличие ошибок 7, , , 7. Такой подход позволят снизить временные и финансовые затраты в процессе проектирования изделий, отвечающих требованиям ЭМС. Для проведения исследований посттопологического проектирования могут использоваться следующие инструментальные средства анализа ЭМС , i Ii , i, X и др. Для проведения электромагнитного моделирования могут использоваться следующие программные продукты ЕМС, iv i, I3, II, , i и др. Классификация прикладных программ в области ЭМС представлена на рис. Основными производителями данных продуктов являются такие компании, как i, , , v, , i и др. Рис. НурегЬшх средство анализа целостности сигналов и ЭМС. Сейчас включает два продукта 1лпет и Воагбт. Первая программа предназначена для предварительной оценки проблем ЭМС, а вторая для болсс подробного посттопологического анализа целостности сигналов, перекрестных искажений и параметром ЭМС.