5G時代的EMC模擬挑戰─實作篇(下)
常見EMC問題案例分析
EMC模擬的案例不勝枚舉，以下是幾個比較常見的EMC模擬應用範例：
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PCB的輻射敏感度最佳化
待測設備暴露在外界電磁雜訊輻射情況下，電路系統是否會出現異常。一般在EMC暗室/GTEM小室測試該項效能，很多弱電控制系統處在惡劣的電磁環境當中，容易受到來自外界的高頻，高壓電磁場的輻射影響，例如高頻天線，大功率開關，汽車點火系統等，PCB上的關鍵敏感電路耦合到外界的電磁能量，轉換成干擾訊號，進而影響晶片正常工作，出現控制系統異常或失效的現象，可能會造成非常嚴重的後果。
在這方面，Ansys的SIwave工具能夠定義電磁輻射源的強度和方向，用於PCB的抗輻射特性模擬，獲取各個敏感電路節點上的感應電壓強度，進而指導電路板設計的抗輻射最佳化設計。
在這方面，Ansys的SIwave工具能夠定義電磁輻射源的強度和方向，用於PCB的抗輻射特性模擬，獲取各個敏感電路節點上的感應電壓強度，進而指導電路板設計的抗輻射最佳化設計。
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機殼屏蔽效能分析
當機殼有各種通風口、接口、縫隙時，內部雜訊源通過空間輻射的路徑，在這些結構特徵上會形成電磁能量的輻射與洩露。對於整機EMI效能，從阻止傳播路徑的角度，可以單獨對機殼進行建模，在HFSS軟體當中可以支持各類電磁雜訊的直接定義，例如電偶極子，磁偶極子，平面波，高斯波，柱行波等，無需創造實體雜訊元件模型即可對機殼進行電磁屏蔽效能分析。
當然，亦可引入其他模擬結果來源資料，如SIwave模擬的電路板輻射。模擬完成後可查看空間電磁場強度分佈，可以發現不同頻點的電磁洩露情況、主要洩露的位置、以及遮罩效能值。進而可以發現機殼的設計缺陷，找到修改措施。
當然，亦可引入其他模擬結果來源資料，如SIwave模擬的電路板輻射。模擬完成後可查看空間電磁場強度分佈，可以發現不同頻點的電磁洩露情況、主要洩露的位置、以及遮罩效能值。進而可以發現機殼的設計缺陷，找到修改措施。
機殼屏蔽效能-電磁洩露
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整機系統電磁輻射發射分析
整機系統通常包含外殼，各類電路板，線纜，開關元件等，通常這類模擬建模涉及的電子部件會較多，所以相對來說，模擬也就越趨複雜。
Ansys在這方面採用不同軟體模型數據相互傳遞的構想實現整機系統的建模與模擬，所以建模難度不算複雜。主要是基於HFSS全波電磁場模擬軟體，HFSS建立整機外殼結構件的模型及材料，將SIwave模擬獲得的PCB輻射數據導入進來，然後Q2D建立的各類線纜的截面場和雜訊端子頻譜定義，在HFSS指定線纜路徑即可引入3D空間線纜的輻射數據。另外，也可引入用Maxwell建立的低頻元件電磁場數據，如火星塞、電感線圈等，將各個部件場數據映射在整機外殼內部空間的相應位置，即可完成寬頻帶的整機輻射發射分析。
以上是EMC模擬部分案例，類似案例還有很多，譬如機箱諧振分佈，數位模型混合干擾，馬達驅動系統傳導干擾，線纜捆紮干擾，PCB關鍵晶片佈局，EFT，BCI大電流注入，設備輻射受擾分析等，在這裡就不一一列舉。
Ansys在這方面採用不同軟體模型數據相互傳遞的構想實現整機系統的建模與模擬，所以建模難度不算複雜。主要是基於HFSS全波電磁場模擬軟體，HFSS建立整機外殼結構件的模型及材料，將SIwave模擬獲得的PCB輻射數據導入進來，然後Q2D建立的各類線纜的截面場和雜訊端子頻譜定義，在HFSS指定線纜路徑即可引入3D空間線纜的輻射數據。另外，也可引入用Maxwell建立的低頻元件電磁場數據，如火星塞、電感線圈等，將各個部件場數據映射在整機外殼內部空間的相應位置，即可完成寬頻帶的整機輻射發射分析。
以上是EMC模擬部分案例，類似案例還有很多，譬如機箱諧振分佈，數位模型混合干擾，馬達驅動系統傳導干擾，線纜捆紮干擾，PCB關鍵晶片佈局，EFT，BCI大電流注入，設備輻射受擾分析等，在這裡就不一一列舉。
平台級一站式EMC解決方案
綜合以上所述，EMC模擬已是電子及電力電子產業高速發展趨勢的必要分析手段，是門科技藝術，同時也是門科技工程。在5G的背景下，頻段高、速率高、密度高，帶來的EMC問題必然龐大，在萬物互連的複雜電磁環境中，企業需要的是平台級的一站式EMC解決方案，需要提供小到晶片、封裝、PCB，大到平台、機房、資料中心、城市環境等在內的全覆蓋電磁相容模擬和最佳化設計。
這就要求模擬軟體體系架構需要滿足以下幾個方面的要求：
這就要求模擬軟體體系架構需要滿足以下幾個方面的要求：
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不同尺度，不同背景產品的模擬技術，包括晶片，PCB，天線，馬達，電纜等各種電子零部件的建模和參數提取能力；
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將上述各個零組件模型，透過電路與系統的方式，無縫連接成一個整體，實現從上到下的系統級模擬模型和模擬體系，底層數據互連互通，共享且同步更新；
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跨學科的綜合設計能力，能考慮高功率，震動，風力，氣候等條件下的產品綜合效能，各個方面的分析可以是相互依賴，相互影響的，進而保證產品模擬的真實性；
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跨學科的最佳化能力，軟體體系需要具備強大的底層最佳化，能夠驅動不同學科，不同領域的軟體，共同完成複雜多參數空間的快速分析和最佳化設計，快速找到最佳方案。
Ansys所提供的EMC模擬解決方案就是一個可實現從元件到系統之詳細建模分析的工具，方便定位EMC根源問題，可以量化分析設計狀態、空間電磁場可視化，同時可以讀取測試數據進行測試虛擬聯合分析的理想選擇。
