研討會(huì)精華分享三：電子產(chǎn)品電磁兼容性的預(yù)設(shè)計(jì)與仿真
11月16日，由深圳市有限元科技有限公司&達(dá)索系統(tǒng)Simulia聯(lián)合主辦的“第二屆電子產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)提升研討會(huì)”，在深圳深航酒店成功召開(kāi)。此次“電子產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)提升”主題研討會(huì)，旨在通過(guò)會(huì)議搭建一個(gè)開(kāi)放的技術(shù)交流平臺(tái)，分享電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的成果與經(jīng)驗(yàn)，共同探討電子領(lǐng)域面臨的技術(shù)難題。以下，將為大家分享會(huì)議精華三：電子產(chǎn)品電磁兼容性的預(yù)設(shè)計(jì)與仿真（深圳蘭博濾波EMC首席專(zhuān)家馬永健老師報(bào)告）。
現(xiàn)在社會(huì)，人們?cè)谏钪邢嗬^遭遇水污染、空氣污染、噪聲污染和電磁場(chǎng)污染。電磁場(chǎng)污染又被稱(chēng)第四大污染，有電流通過(guò)的地方，都會(huì)產(chǎn)生一定強(qiáng)度的電場(chǎng)合磁場(chǎng)，合稱(chēng)電磁場(chǎng)，它們由各種不同波長(zhǎng)頻率的電磁波組成，電線、手機(jī)、家用電器、包括人體都會(huì)產(chǎn)生各種不同的電磁場(chǎng)。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代各種電子、電氣、信息設(shè)計(jì)及家用電器的數(shù)量和種類(lèi)越來(lái)越多，性能越來(lái)越先進(jìn)，使其使用場(chǎng)合和數(shù)量密度也越來(lái)越高。這就使得電氣電子系統(tǒng)內(nèi)，設(shè)備內(nèi)的相互干擾愈加嚴(yán)重。在這種情況下，要保證設(shè)備在各種復(fù)雜的電磁環(huán)境中正常工作，則在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段就必須認(rèn)真考慮電磁兼容性設(shè)計(jì)。
電磁兼容EMC（Electromagnetic compatibility)，對(duì)于設(shè)備或系統(tǒng)的性能指標(biāo)來(lái)說(shuō)， 直譯為“電磁兼容性”。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4365-2003《電磁兼容術(shù)語(yǔ)》對(duì)電磁兼容所下的定義為“設(shè)備或 系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力?！?/span>
簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是抗干擾的能力和對(duì)外騷擾的程度。電磁兼容是研究在有限的空間、有限的時(shí)間、有限的頻譜資源條件下，各種用電設(shè)備（分系統(tǒng)、系統(tǒng)；廣義的還包括生物體）可以共存并不致引起降級(jí)的一門(mén)科學(xué)。
EMC設(shè)計(jì)的好壞是要通過(guò)EMC測(cè)試來(lái)衡量的。只有在產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)和研制的全過(guò)程中，進(jìn)行EMC的相容性預(yù)測(cè)和評(píng)估，才能及早發(fā)現(xiàn)可能存在的電磁干擾，并采取必要的抑制和防護(hù)措施，從而確保系統(tǒng)的電磁兼容性。否則，當(dāng)產(chǎn)品定型或系統(tǒng)建成后再發(fā)現(xiàn)不兼容的問(wèn)題，則需在人力、物力上花很大的代價(jià)去修改設(shè)計(jì)或采用補(bǔ)救的措施。
然而，EMC測(cè)試許多情況下是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，如動(dòng)態(tài)物體的EMC測(cè)試，分段式火箭發(fā)射是一種分段的動(dòng)態(tài)過(guò)程，不同階段器件數(shù)量是不同的，同時(shí)，因?yàn)橐恢碧幱谶\(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在現(xiàn)實(shí)的EMC測(cè)試實(shí)驗(yàn)室基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。又如國(guó)產(chǎn)航母整體EMC測(cè)試，也根本無(wú)法建造如此巨大的EMC測(cè)試實(shí)驗(yàn)室來(lái)容納。這時(shí)，就需要CAE仿真的介入，通過(guò)CAE仿真能夠有效模擬產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境，解決許多測(cè)試無(wú)法進(jìn)行的EMC分析。
CAE仿真不只是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室無(wú)法實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品EMC測(cè)試，還可以在早期產(chǎn)品設(shè)計(jì)早期就進(jìn)行EMC預(yù)分析。隨著產(chǎn)品復(fù)雜性和密集度的提高一級(jí)設(shè)計(jì)周期的不斷縮短，再設(shè)計(jì)周期的之后來(lái)解決電磁兼容性問(wèn)題變得越來(lái)越不切合實(shí)際，當(dāng)產(chǎn)品定型或系統(tǒng)建成后再進(jìn)行EMC分析，70%-90%的新設(shè)計(jì)很可能會(huì)出現(xiàn)EMC不兼容問(wèn)題，這時(shí)之前大量的人力、物力、時(shí)間消耗都付之東流，而在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就通過(guò)CAE仿真進(jìn)行EMC預(yù)設(shè)計(jì)，有限元仿真分析完成后再對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室EMC測(cè)試，則對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次性通過(guò)率有著巨大的作用，節(jié)約了大量的成本。
電磁兼容是一門(mén)綜合學(xué)科，設(shè)計(jì)人員需要涉獵的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域跨微波、機(jī)電系統(tǒng)、PCB SI/PI/EMC、甚至芯片設(shè)計(jì)，相應(yīng)地完成一個(gè)完整的系統(tǒng)電磁兼容設(shè)計(jì)也需要系統(tǒng)、電路、PCB、電磁場(chǎng)的仿真工具和專(zhuān)業(yè)仿真人員支持，包含電路設(shè)計(jì)與優(yōu)化、系統(tǒng)頻域和時(shí)域特性的綜合設(shè)計(jì)。
元王恰好能為EMC電磁兼容預(yù)設(shè)計(jì)提供這樣的一個(gè)強(qiáng)大的包含上述功能模塊的電磁兼容仿真軟件，并提供豐富經(jīng)驗(yàn)的仿真工程師，幫助進(jìn)行現(xiàn)代復(fù)雜電子系統(tǒng)的仿真工作。在5G即將到來(lái)之際，EMC各種新的挑戰(zhàn)和問(wèn)題也將會(huì)逐漸體現(xiàn)，元王愿與業(yè)內(nèi)專(zhuān)家共同努力解決難題。
