介紹

EMI 或電磁干擾是來自設備或系統的不良電磁噪聲，會干擾相鄰設備或系統的正常運行。EMI建模和預測的基本過程需要提取PCB和電路元件的寄生參數以建立高頻電路模型。

寄生參數

在 電子設計自動化（EDA） 中，寄生參數提取是對設計器件和 電子電路所需布線互連 中 的寄生效應的計算： 寄生電容、 寄生電阻和 寄生電感。在本文中，我們說明了如何使用 EMS 來計算這些電路參數，并將結果與已發布的數據進行比較。

PCB結構建模

圖 1 所示的 PCB 結構在 4 盎司 FR4 PCB 方板上包含兩條銅跡線和 5 密耳厚的銅接地。下面給出了仿真中使用的一些參數，其中所有尺寸均以密耳為單位。 銅的電導率 = 5.8 10 7 S/m FR4 的相對介電常數 = 4.4

圖 1 - 用于仿真的 PCB 結構，所有尺寸均以密耳為單位

電容計算

為了計算 PCB 結構的寄生電容，如圖 1 所示，調用靜電模塊。圖 2 顯示了 PCB 結構的模型和網格。

圖 2 - PCB 結構的模型和網格

三個浮動導體

為了考慮給定導體的電容，在 EMS 中為其分配了一個浮動邊界條件，包括接地層。因此，這種 PCB 結構具有三個浮動導體，即左右走線以及接地層。EMS 電容結果和參考文獻 ［1］ 的結果如圖 3 和表 1 所示。

圖 3 - EMS 計算的寄生電容

直流電感和直流電阻計算

為了計算 PCB 結構的直流電阻和電感，如圖 1 所示，調用了 EMS 靜磁模塊。為了計算銅跡線的直流電感和直流電阻，將它們建模為線圈。通過 EMS 獲得的直流電感和直流電阻結果并與參考文獻 ［1］ 進行比較，如下所示：

圖 4 - EMS 計算的直流電阻

圖 5 -由 EMS 計算的直流電感

交流電感和交流電阻計算

除了直流電感和電阻計算之外，EMS 還配備了交流磁和渦流功能，用于計算手頭 PCB 結構在以下頻率下的交流電阻和交流回路電感：1Khz、2Khz、5Khz、10 KHz、 20 KHz、50 KHz、100 KHz、200 KHz、500 KHz、1 Mhz。

縮小模型

由于導電區域的場集膚深度很小，即 1e-005 到 1e-004 毫米的數量級，因此需要重要的計算機資源，包括 CPU 和 RAM。因此，僅對模型的 1/20 進行了仿真，如圖 6 所示。反過來，通過簡化模型獲得的電感和電阻乘以 20 以恢復完整的模型結果。

圖 6 -結構的 1/20 為交流磁分析建模

與上述靜磁分析類似，兩條跡線被建模為線圈。為了在交流電阻計算中考慮趨膚深度，將線圈建模為實體，即繞制線圈不支持渦流。圖 7 顯示了 EMS 計算的 1 KHz 至 1 MHz 頻率范圍內的交流電阻，并與參考文獻 ［1］ 進行了比較。而圖 8 顯示了相同頻率范圍的交流電感結果和比較。

圖 7 -由 EMS 計算的交流電阻并與參考 ［1］ 進行比較

圖 8 -由 EMS 計算并與參考 ［1］ 比較的交流電感

結論

顯然，EMS 與 PCB 結構的電容、AC 和 DC 電感和電阻已發表的結果 ［1］ 相比較。因此，EMS 可以很容易地用于輕松快速地提取 PCB 和電子結構的寄生參數，進而可以用于構建高頻電路模型。