电磁兼容设计仿真的工程方法 - Vogel ·...

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电磁兼容设计仿真的工程方法

侯明刚

华东区技术经理

ANSYS China

© 2011 ANSYS, Inc. All rights reserved. 2 ANSYS, Inc. Proprietary

电磁兼容问题

• 外部环境与电子设备间的相互干扰

– 环境电磁场----高达200V/m，甚至500V/m

• 附近的大功率发射设备----HiRF

– 人体放电----ESD

– 大自然的干扰----Ligntning

• 电子设备内各种电子部件间的相互干扰

– 传导干扰

– 辐射干扰


电磁兼容测试

• 电磁兼容性测试分两类：电磁干扰（EMI）测试和电磁抗扰度（EMS）测试

• 依据相应的电磁兼容性标准和规范，测试在不同频率范围内，采用不同的方

式进行辐射

传导

电缆辐射

辐射

传导

静电放电

辐射电场强度测试

辐射磁场强度测试

电源线传导噪声测试

信号线传导噪声测试

电源线电流谐波测试

电压波动和闪变测试

电场辐射免疫测试

磁场辐射免疫测试

快速瞬态电脉冲群猝发测试

浪涌冲击测试

射频传导免疫测试

电压突降/波动测试

电源骚扰测试EMC

EMI

EMS

静电放电测试


辐射发射

E Fields without Enclosure

E Fields with Enclosure

• 被测物放在水平转台上，记录旋转过程中的电场强度最大值

• 接收天线升降不同高度得到桶状柱面上的场强


传导发射

0 5 10 15 20 25 30 35-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2LISN Resistor Voltages

Vo

lts (

V)

Time (sec)

VRp

VRn

0.15 0.3 1 3 10 30-20

0

20

4060

80

100120

Simulated CM EMI Spectrum

Nois

e (

dBV

)

0.15 0.3 1 3 10 30-20

0

20

4060

80

100120

Simulated DM EMI Spectrum

DM

Nois

e (

dBV

)

Frequency (MHz)


内容提要

1 ANSYS电磁兼容解决思路

2 ANSYS电磁兼容仿真平台

3 ANSYS电磁兼容仿真案例


传统电子设计流程无法满足电磁兼容的设计要求

整车组装测试超标

电子系统整改

EMC测试电子部件开发

EMC定位测试加工组装

EMC认证测试通过

OK

NO

测试超标

EMC测试

整机产品

总结几点：抗风险能力差，设计靠理论，调试靠经验，优化靠猜测，产品周期总被延迟长等等。


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• 强制标准

– 强制认证要求，系统自身稳定性要求并存

– 测试方法，费用高，效率低，对于解决问题帮助不大

• 定位难

– 影响因素很多，包括电路和PCB设计，电源设计，线缆设计，

机箱结构等

– 标准测试只提供结果，知其然，不知其所以然。

• 整改难

– 经验不足

– 需要多次测试整改方案

电磁兼容仿真必要性


电磁兼容仿真必要性

• 测试需要昂贵的硬件资源。使用ANSYS公司的专业电磁场建模和场路协同

仿真技术，通过适当的工程简化，将关注点放到主要问题分析上。

• 可视化的仿真结果可帮助发现被测物的电磁噪声细节

• 根据仿真结果进行设计优化，减少产品返工次数，争取一次性设计成功

各式各样的EMC测量环境仿真结果显示 (电场强度3D辐射图)


修改设计成本

修改设计成本

修改设计成本

电磁兼容仿真对电子产品开发的影响

“当今，几乎所有的高科技公司都已意识到仿真技术对产品研发所能

带来的巨大利益，在产品设计前期、中期、后期各个阶段解决各种潜在

问题与风险，从而避免后期大规模的修订设计成本，赢得产品市场。”

传统分析和CAD

解决的设计问题

产品研发

传统的设计、制造

和检测

ANSYS

仿真促进产品开发

前期中期后期



系统工程

ISO/IEC 15288:2008: "A combination of interacting elements organized to achieve one or more

stated purposes.“

http://en.wikipedia.org/wiki/ISO/IEC


电磁兼容仿真面临的主要困难——数据不全

空调 ECU

转向系统 ECU

燃油喷射装置 ECU

汽车导航系统

ABS制动ECU

门锁 ECU

主控ECU天线

系统级

设备级

部件级


全系统电磁兼容仿真的三个层次

黑盒子数据全面性：

－不具备系统内的主要

设备和部件数据；

仿真目的：

－快速验证结论

－研究设计规则

灰盒子数据全面性：

－具备系统内的部分数

据，如关键线缆布局、

设备机箱结构；

仿真目的：

－关键部件的电磁兼容

性分析；

－系统具体电磁兼容性

问题的分析与定位；


白盒子数据全面性：

－具备系统内的所有影

响电性能的设备、部件

和互连结构的数据；

仿真目的：

－全面分析和预测系统

电磁兼容性；

－搭建系统电磁兼容性

设计流程；


* 针对不同的问题需要采用不同的仿真方法。



• 当数字PCB工作时，测试整车的对外辐射。

RE辐射测试仿真---白盒子分析

数字ECU PCB

PCB辐射仿真整车EMC辐射分析 EMC标准比对


• 具备数据

• 车体结构

• 辐射部件

• 获得结果

• 标准部件在车体的辐射场

车体布局仿真---灰盒子仿真


• 具备数据

• 车体结构

• 获得结果

• 车体屏蔽效能

• 布局风险区域

车体布局仿真---黑盒子仿真


整机级电磁兼容验证(场到场链接）

A noise analysis by SIwave

A EM analysis by HFSS

A excitation source

A ECU analysis by HFSS

SIwave to HFSS

HFSS to HFSS

SIwave to HFSS


整机系统内部干扰仿真（I）

车窗AM天线放大图

直流电机放大图

HFSS模型整合：整车外壳车窗天线电机


整机系统仿真（II）

AM调制信号生成电路AM接收电路

扬声器输出

电机作为噪声源的HFSS模型

55.00 56.00 57.00 58.00 59.00 60.00Time [ms]

-8.00

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

Ansoft LLC AMRecvrwithNoiseSrcXY Plot 1

Curve Info

V(ModulatedSignal)Transient

0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06Time [s]

-8.00

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

Curr

ent(

Coil0

) [A

]

Ansoft LLC Maxwell2DDesign2Winding Currents

Setup1 : Transient

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00Time [ms]

-375.00

-250.00

-125.00

0.00

125.00

250.00

375.00

V(A

ud

ioO

utp

ut)

[u

v]


Curve Info

V(AudioOutput)Transient

AM调制波形

电机噪声波形

音频信号


内容提要





EMI/EMC 分析软件

电路仿真

适用于功率电子、电路、控制系统仿真分析

电磁场仿真

适用于二维/三维实体模型电磁特性分析

EMI/EMC仿真分析需要何种软件？

ANSYS

标杆部件建模工具：具有业界标杆电磁场分析工具，多种算法可保证不同仿真对象的仿真精度；

层次建模能力：具有系统级、电路级与物理原型级模型建模与集成仿真分析能力；

协同仿真能力：电路与电磁场仿真工具可实现协同仿真分析，实现最高级别的仿真分析；

完备的设计流程：依据不同的分析对象和具体问题，可实现多层次分析，具有完备的设计流程。

优势：速度快、适合电路/系统级仿真分析劣势：缺少物理原型系统仿真与集成能力

优势：精度高、适合精确计算对象特定电磁特性劣势：缺少与电路/系统集成仿真分析能力


场路协同仿真

ANSYS电磁兼容仿真软件及功能一览

PCB、线缆、车体导入近场辐射

测试的噪声数据

机壳，车体电磁辐射泄漏

Savant/HFSS

Maxwell三维结构通用电磁场仿

真器

SIwavePCB电磁场专用仿真

工具

Q3D三维结构寄生参数提

取工具

电磁场仿真分析工具Savant/HFSS+SIwave+

Q3D+Maxwell

Push excitation模型参数

电路系统仿真分析平台Simplorer

Emit

线缆设计

远场辐射

信号完整性

电源完整性


PCB ToolAnsoft Links

HFSS with Transient机箱屏蔽效能，线缆和连接器电磁泄露，系统防雷、防电磁脉冲，等相关EMI/EMC分析

Q3D线束电缆、接插件

参数提取

PExprt电源电感、变压器设计

SIMPLORER

电源系统设计

输出分析模型

Maxwell电源电感、变压器

静态场、瞬态场、涡流场分析

动态有限元链接输出FEA

模型

提取RLC

参数

选择最佳IGBT

PCB参数提取

PCB辐射分析

SI/PI分析时域波形信号频谱

屏蔽结构设计

数据链接

FFT

开关电源EMI仿真

PCB EMI仿真与辐射控制

系统EMI仿真

电磁兼容设计平台：全方位、全频段

外部仿真/测试场源


系统级电磁兼容性仿真分析

主要考虑系统电磁环境。

a）天线和天线之间的耦合（ATA）

b）场和电缆之间的耦合（FTW）

c）电缆和电缆之间的耦合（WTW）

d）通过共阻抗回路引起的传导耦合

（BTB）


共载体上天线互扰

• 天线与运载平台的相互作用

• 天线互耦与杂散辐射



• EMIT是ANSYS最新推出的产

品，专门用于对复杂微波射频

环境下的电磁兼容仿真。EMIT

通过仿真不同射频系统的性能，

以及分析这些系统安装在同一

运载平台（卫星，汽车和手机

登）上时的耦合路径，迅速找

到各个射频系统相互干扰的根

本原因。

预测车载平台的射频系统EMI



快速预测带内外的电磁干扰

验证不同的电磁兼容改进方手段

确定天线隔离度与滤波器的指标

与主流电磁场工具无缝链接(HFSS/Savant)

模拟多个射频系统同时工作时的相互干扰

内置常见的微波射频系统仿真库(包括GPS,LTE,V/UHF communications,

Blue Force Tracker, SINCGARS, CDL等）

EMIT主要功能


整车电磁兼容(电缆布局车内耦合）

• 确认电缆附近的电场强度

• 20 MHz电磁场沿着电缆上信号传输的方向分布

• 在100MHz时，端口处可以看到很大的反射

• 线缆间存在很强的电磁干扰

电缆附近的电场强度20MHz 100MHz


整车电磁兼容（电缆布局对外辐射）

• 10m辐射场方向图显示有较大电场强度在车身后方

• 从车身附近的电场分布来看，车身后方有较大的电磁波泄露，与辐

射场强度分析结果一致。

10m辐射场电场强度车身附近的电场强度分布


设备单机/部件电磁兼容仿真分析

• 主要分析设备单机内部电磁环境。

a）机箱电磁兼容性设计

b）多单板电磁兼容性设计

c) 板间电缆连接器电磁兼容性设计

d）设备整机电磁兼容性设计验证


机箱屏蔽效能与散热协同设计

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00Freq [GHz]

-275.00

-250.00

-225.00

-200.00

-175.00

-150.00

-125.00

-100.00

-75.00

-50.00

Y1

Ansoft LLC chenfang_nocap_FF_ffFar Field Sim_1 Far Field Plot 1

Curve Info

db(MaxETotal)Far Field Sim_1Phi='0deg' Theta='0deg'

db(MaxETotal)1ImportedPhi='0deg' Theta='0deg'

孔缝泄露与屏蔽效能

机箱散热仿真


电缆分析

0.00 2.50 5.00 7.50 10.00 12.50 15.00 17.50 20.00Time [s]

-1.00

-0.38

0.25

0.88

1.10

PU

LS

E2

.VA

L

-0.30

-0.20

-0.10

-0.00

0.10

0.15

L1

.I [A

]

Switch_FEXY Plot 2 ANSOFT

m1

m2

Curve Info

PULSE2.VALTR

L1.ITR

Name X Y

m1 7.5504 0.0125

m2 7.5004 -0.0125


• 3D model:BCI probe, cable

• 2.5D model:EUT(PCB board)

• ２ model conncet on circuit model

• check output Voltage, Current on circuit model

0

PNUM=1V

Name=sig_v out

50

R5

A

Name=sig_iout

50

R14

50

R19

50

R20

VName=board_v out1

AName=board_iout1

p1

p2

p3

p4

ref

0.3

R49

40nH

L50

4.7pF

C51

1:1

2:1

3:1

4:1

nois

e1:1

ref

BCI/电缆感应噪声

3D model 2.5D model Circuit model


ESD静放电

• 在手和手机模型上设置电位差，检查电荷和电场分布。

– 仿真结果可以显示最有可能发生放电的地方。

– Q3D结果显示电荷（ABS_Q）聚集在离手指近的金属区域（红

色），避免对带有芯片的电路板放电。

金属

基板

人手和手机的模型电荷密度 (绝对值 ) 分布 (Q 3 D) 电场强度分布 (Maxwell 3D 静电场 )

Maxwell3D


部件级电磁兼容仿真分析

• 主要分析天线/变压器/电机和PCB单板等部件的电磁辐射

a）单板电源完整性仿真分析

b）单板信号完整性仿真分析

c) 单板信号电源同步耦合仿真分析

d）单板电磁辐射仿真分析


• EMI from spark plugs in an

automobile engine

– Monitor the coupling into a

GPS antenna

EMI of a Spark Plug and the

Effect on a GPS Antenna


板级分析

50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.00 500.00Time [ns]

1.75

1.80

0.25

1.25

0.25

1.25

0.25

1.25

0.25

1.25

0.25

1.25

0.25

1.25

0.25

1.25

Curve Info

V(DDR_U28_1V8)

Transient1

V(U28_DQ0_A8)

Transient1

V(U28_DQ10_D3)

Transient1

V(U28_DQ11_C2)

Transient1

V(U28_DQ12_C3)

Transient1

V(U28_DQ13_B2)

Transient1

V(U28_DQ14_B3)

Transient1

V(U28_DQ15_A2)

Transient1

Ansoft Corporation Nexxim_PCB_MARELLI_SIwave_link_DDR_WriteDDR Data BUS DQ[0...15]

20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 200.00Time [ns]

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

Y1

[V

]

Ansoft Corporation Nexxim_PCB_MARELLI_SIwave_link_DDR_WriteDDR CLK

Curve Info

V(U28_CKN)

Transient1

V(U28_CKP)

Transient1

30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00Time [ns]

1.75

1.76

1.77

1.79

1.80

1.75

1.76

1.77

1.79

1.80

1.65

1.70

1.75

1.80

1.85

Curve Info

V(DDR_U28_1V8)

Transient1

V(DDR_U29_1V8)

Transient1

V(uP_VDD_1V8_IO)

Transient1

Ansoft Corporation Nexxim_PCB_MARELLI_SIwave_link_DDR_WriteDDR 1.8V Power Planes

uP

DRAM DRAM


0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00Time [ns]

2.90

3.00

3.10

3.20

3.30

3.40

3.50

3.60

3.70

Y1

[V

]

PI_No_Cap_NoLayVoltage Waveforms at Driver/Receiver Power Supply Nodes ANSOFT

Curve Info

V(VCC_54_SQFP20X20_144_U7_tx)

V(VCC_13_SOJ32_300_U6_rx)

噪声比较

优化前优化后

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00Time [ns]

2.90

3.00

3.10

3.20

3.30

3.40

3.50

3.60

3.70

Y1

[V

]

PI_Opt_FinalVoltage Waveforms at Driver/Receiver Power Supply Nodes ANSOFT

Curve Info

V(VCC_54_SQFP20X20_144_U7_tx)

V(VCC_13_SOJ32_300_U6_rx)

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00Time [ns]

2.90

3.00

3.10

3.20

3.30

3.40

3.50

3.60

3.70

Y1

[V

]

Voltage Waveforms at Driver/Receiver Power Supply Nodes ANSOFT

Curve Info

V(VCC_13_SOJ32_300_U6_rx)Transient1

V(VCC_54_SQFP20X20_144_U7_tx)Transient1


100MHz近场比较

优化前优化后


0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00Freq [GHz]

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

db

(Ma

xE

tota

l/3

)+1

20

Org_NoCap_ffMax ETotal ANSOFT

Curve Info

db(MaxEtotal/3)+120Far Field Sim 1Phi='0deg' Theta='0deg'

3m远场比較

优化前优化后

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00Freq [GHz]

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

db

(Ma

xE

tota

l/3

)+1

20

Top_0_1mm_ffMax ETotal ANSOFT

Curve Info

db(MaxEtotal/3)+120Far Field Sim 1Phi='0deg' Theta='0deg'


板级浪涌/ESD静放电分析

• 脉冲波形来源于IEC61000-4-2电磁兼容标准中的电子枪。

• 如果能仿真出电子枪在电路板上产生的噪声的话，就很容易找到优化

措施。

电子枪发出的电压脉冲波形3D建模

使用电子枪向汽车导航仪电路板上注入噪声

0

0

0

V290VName=out_source

V292

DC=v dc

50ohm

R310

50ohm

R311

330ohm

R322

VName=noise1

V335

VName=noise2

rece

iver

drive

r

gun_port

在电路仿真器中定义电压脉冲

检查工作状态的电路板上的噪声特性

HFSS电磁场分析 + Desinger瞬态分析


HPC提升大规模问题求解效率

• 将大规模问题分散到多机和多核上完成

分布多个网格子域到多台计算机上求解

区域分解（DDM）分布式扫频/优化（SDM/DSO）

针对超大规模问题分析针对大范围的频率扫描和参数优化

将扫频和参数优化分布到多台计算机上进行

100MHz 200MHz 300MHz 400MHz


区域分解（DDM）的效果

• 分析频率1.9GHz: 人体、汽车和手机的分析

• 使用内存：分解到8台PC上求解，内存只需原来的0.7倍

• 分析时间：分解到8台PC上求解，时间为原来的0.11倍

模型人体、汽车和手机

Solution Freq 1.9GHz

通过次数 4

使用刻度 114 GB(没有设定 )

1.7m

1.7m

5m

没有设定 4台PC 8台PC

内存节省率 1 0.9 0.7

时间缩短率 1 0.22 0.11

分析模型

区域分解的效果

人体

手机


分布式扫频（SDM）的效果

• 分析频率 0-200MHz: 汽车电缆分析

• 分析时间：分布到10台PC进行分析，只需用原来0.11倍的时间，效率提

高9.2 倍

模型电缆和汽车

Solution Freq 200MHz

通过次数 4

使用内存 6.6GB

1.7m

1.7m

5m

没有设定 10台PC

分析时间 40:44:02 4:26:02

缩短工作时间率 1 0.11

分析模型

分布式分析的效果



ANSYS定制化电磁兼容仿真平台

传导干扰辐射干扰电磁敏感度

机柜屏蔽缝隙泄漏雷击效应 PCB辐射

线缆传导线缆辐射 ESD与滤波 PCB电源完整性

IGBT传导噪声天线布局雷击分区 PCB辐射

软件模块

三大EMC类型

可以根据客户购买的模块与要做的仿真进行灵活组合的具体应用


ANSYS EMI/EMC仿真方案特点

关键部件工程化分析能力：ANSYS具有新能源汽车EMC仿真分

析需要用到的关键部件工程化分析能力，如IGBT、电机、线缆、母排等。

部件与系统层次化集成能力：针对不同层次的EMC分析问题，

以部件工程化分析为基础，ANSYS可提供层次化的部件与系统集成能力，

可针对性的解决EMC分析面临的“黑盒子-灰盒子-白盒子”问题。

无缝集成与拓展能力：ANSYS电磁兼容仿真软件可与结构仿真软

件ANSYS Mechanical和流体/热仿真软件ANSYSFluent/Icepak在多物理平

台ANSYS Workbench上无缝集成。集成的多物理域仿真拓展能力可有效

降低软件重复采购风险，降低工程师使用门槛，提高软件的利用率。

本地化与专家技术支持：ANSYS具有层次化、专职技术支持团

队，针对变流器EMC分析问题，可提供本地化、专业的技术支持。对于

本地无法处理的复杂问题，可提供总部专家技术支持。


内容提要





Alstom High Power Inverter

Case Study #1


IGBT Module Pack 3D

accurate model

Parameters

Extraction

Electromagnetic

(EM) study

Design and Couplings

ModelIGBT Model

• Tridimensional IGBT pack model and EM study

• Parasitic model extraction

• IGBT circuit model

Far Field Study

• Far Field Study for Electric Field EM

System Configuration


SheetScan

IGBT Characterization


E-Field @ 100 MHz, Power = 10kW

Simplorer / HFSS Simulation


Rockwell SMPS

Conducted EMI

Case Study #2

© 2011 ANSYS, Inc. All rights reserved. 53 ANSYS, Inc. Proprietary5Copyright © 2006 Rockwell Automation, Inc. All

Modeling Process

• Model all passive components

including transformer with shields

• Model active components from

datasheet

• Create geometric model in Q3D and

solve

• Create and solve transient model in

Simplorer with LISN

• Perform FFT to verify0 5 10 15 20 25 30 35

-5

-4

-3

-2

-1

0

1


Vo

lts (

V)

Time (sec)

VRp

VRn

0.15 0.3 1 3 10 30-20

0

20

40

60

80

100

120Simulated Total EMI Spectrum

Noi

se (

dB V

)

Frequency (MHz)

Simulated EMI

CISPRA

CISPRB


• Create geometric model in Q3D

– Import using interface tool

• Define materials

• Define boundary conditions

– Conductors (Nets) to solve the

capacitance between

– Terminals (Sources/Sink) solve

resistance and inductance

• Solve (C, R, L)

• Post Processing

– Export lumped parameters

– Matrix Reductions

– Field plots

Q3D Simulation

© 2011 ANSYS, Inc. All rights reserved. 55 ANSYS, Inc. Proprietary5

Q3D Extractor Results

• Capacitance Matrix(30 min)

– 1 >10pF

– 11 5-10pF

– 24 1-5pF

– 428 <1pF

• Inductance Matrix: R,L,M(30 min)

– 63 Paths (23 Pri & 40 Sec)

– 31 Paths (16 Pri & 25 Sec)

Copyright © 2006 Rockwell Automation, Inc. All


Transformer Shielding

LISNVDC

+12V

-12V

LISNVDC

+12V

-12V

• Where/how to physically place shield

• Where to electrically connect shield

• Size and cost of shield

Add Shield


570 5 10 15 20 25 30 35

-5

-4

-3

-2

-1

0

1


Vo

lts (

V)

Time (sec)

VRp

VRn

• Blue elements are manually input from Q3D and are turned on/off

• 2ns step, 4ms end time

• Obtain time domain solution, voltages in LISN

• Perform FFT for common mode and differential mode EMI

0.15 0.3 1 3 10 30-20

0

20

4060

80

100120

Simulated CM EMI Spectrum

Nois

e (

dBV

)

0.15 0.3 1 3 10 30-20

0

20

4060

80

100120

Simulated DM EMI SpectrumD

M N

ois

e (

dBV

)

Frequency (MHz)

Simplorer Simulation


© 2011 ANSYS, Inc. All rights reserved. 58 ANSYS, Inc. Proprietary5

0.15 0.3 1 3 10 30-20

0

20

40

60

80

100

120Simulated Total EMI Spectrum

Nois

e (

dBV

)

Frequency (MHz)

Nominal EMI

Filtered EMI

Filtered/Shielded EMI

CISPRA

CISPRB

Reduction of Conducted

EMI



Automotive Noise/Interference

Case Study #3


电动汽车电机对天线的干扰

1. 在Maxwell中创建电机模型（可从RMxprt中导入）

2. 在Maxwell中求解得到电机驱动波形

3. 使用AnsoftLinks导入三维汽车结构进HFSS

4. 从Maxwell导入三维电机模型进HFSS

5. 在HFSS的汽车模型中加入接收天线

6. 求解关注频段内的多端口HFSS模型

7. 在Ansoft Desinger中动态链接HFSS模型

8. 在Designer中添加调制信号和噪声源

9. 在Ansoft Desinger中求解整个系统


电机模型建立

0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06Time [s]

-8.00

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

Curr

ent(

Coil0

) [A

]


Setup1 : Transient

选择电机类型

电机生成

输出到Maxwell 2D

输出到Maxwell 3D

导入HFSS

求解驱动波形

波形导入Designer/Nexxim


全车仿真

车窗AM天线放大图

直流电机放大图

HFSS模型整合：整车外壳车窗天线电机


Designer/Nexxim 全系统仿真

AM调制信号生成电路AM接收电路

扬声器输出

电机作为噪声源的HFSS模型

55.00 56.00 57.00 58.00 59.00 60.00Time [ms]

-8.00

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00


Curve Info


0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06Time [s]

-8.00

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

Curr

ent(

Coil0

) [A

]


Setup1 : Transient

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00Time [ms]

-375.00

-250.00

-125.00

0.00

125.00

250.00

375.00

V(A

ud

ioO

utp

ut)

[u

v]


Curve Info


AM调制波形

电机噪声波形

音频信号


AM调制电路(顶层电路)

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00Time [us]

-10.00

-7.50

-5.00

-2.50

0.00

2.50

5.00

7.50

10.00

V(A

MT

ran

sm

itte

r/4

31

.Vca

rrie

r) [m

V]


Curve Info

V(AMTransmitter/431.Vcarrier)Transient

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00Time [ms]

-10.00

-7.50

-5.00

-2.50

0.00

2.50

5.00

7.50

10.00

V(A

MT

ran

sm

itte

r/4

31

.Vsig

na

l) [m

V]


Curve Info

V(AMTransmitter/431.Vsignal)Transient

1MHz

载波

1KHz

音频

50.00 52.00 54.00 56.00 58.00 60.00Time [ms]

-8.00

-6.00

-4.00

-2.00

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00


Curve Info


AM调制信号

Designer/Nexxim 全系统仿真结果


Designer/Nexxim全系统仿真结果

带AM信号和噪声输入的整车模型

AM行波输入

电机噪声源：每个电机绕组有特定波形

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00Time [ms]

-50.00

-25.00

0.00

25.00

50.00

V(M

oto

rMo

de

l/5

18

.M1

) [m

V]


Curve Info

V(MotorModel/518.M1)Transient

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00Time [ms]

-50.00

-25.00

0.00

25.00

50.00

V(M

oto

rMo

de

l/5

18

.M1

1)

[mV

]


Curve Info

V(MotorModel/518.M11)Transient

输入AM接收机

三维电磁场仿真AM接收天线和电机噪声间的干扰


Designer/Nexxim全系统仿真结果

带音频信号输出的AM接收电路

AM和噪声混合信号

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00Time [ms]

-375.00

-250.00

-125.00

0.00

125.00

250.00

375.00

V(A

ud

ioO

utp

ut)

[u

v]


Curve Info


音频输出


0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00Time [ms]

-375.00

-250.00

-125.00

0.00

125.00

250.00

375.00

V(A

ud

ioO

utp

ut)

[u

v]


Curve Info


纯音频信号纯音频信号AM信号和电机噪声

音频输出波形


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电磁兼容设计仿真的工程方法 - Vogel ·...

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