Использование Microwaves studio для моделирования печатной платы

Завершающим этапом в исследовании ЭМС является построение картин магнитного и электрического полей, а также их измерение на удаленности от проводников. Данное моделирование является самым ресурсоемким, по сравнению с PCB Studio. Так, моделирование может выполняться двумя вычислителями F (частотный) и T (временной (TLM)), первый обладает меньшей точностью, но требует значительно меньших вычислительных мощностей, в то время как для TLM рекомендуется применение GPU (графического ускорителя) для ускорения вычислений. Режим TLM был создан специально для моделирования печатных плат и изучения картин полей на их поверхностях. Обязательно требуется выбрать единицы измерения – «мм» или «mil», иначе импорт может закончиться ошибкой.

Рассмотрим пример такого моделирования (с использованием частотного вычислителя) для печатной платы, которая построена вAltium Designer (рис. 57), при этом если у компонентов присутствуют 3D-модели, то возможно проведение дополнительного – теплового моделирования и рассеивания тепла воздушными потоками.

Рис. 57. Исследуемая принципиальная схема

Так, на основе данной принципиальной схемы была сформирована печатная плата, при этом у компонентов присутствуют 3D модели. Для импорта модели в CST MWS Studio необходимо сохранить модель в формате ODB++. Для начала импорта необходимо выбрать: Modeling -> Import/Export -> 2D/EDA Files -> ODB++, после чего выбрать путь до архива с файлами, которые сохр а- нены в соответствующем формате. После выбора файла будет открыто окно настроек импорта файла (рис. 58). В данном окне необходимо настроить все основные параметры печатной платы для моделирования, так при моделировании в microwaves studio учитываются только пассивные компоненты, а основной акцент делается на излучение, которое исходит от дорожек.

39

Рис. 58. Окно импорта печатной платы

Первый важный пункт настроек платы для моделирования – исследование верности импорта толщины дорожек и слоев диэлектрика печатной платы. Для этого необходимо открыть вкладку Stackup (рис. 59) и изучить значения материалов. Если при формировании использовались милы, а не мм, тогда необходимо выбрать их, как единицы изменения (Unit). Базовые параметры толщины медной фольги на PCB – 35 мкм. Также стоит учитывать, что обычно слои проводников покрывают маской (Solder), что позволяет уменьшить излучение проводников.

Рис. 59. Настройка характеристик слоев печатной платы

Следующей важной вкладкой является окно настроек компонентов (Components) – рис. 60. Стоит учитывать, что учитываются только пассивные компоненты – резисторы, индуктивность, конденсаторы. В случае, если при импорте

40

номиналы элементов были присвоены неверно, тогда двойным нажатием можно произвести редактирование.

Рис. 60. Окно редактирования компонентов

Следующим пунктом определяются точки запитывания (Ports), при полном комплексном исследовании выбираются все контакты, так как очень важно отследить картины полей на всех слоях, дорожках. Так, в данном случае выбраны только ряд компонентов, а моделирование будет производиться только для шины питания и контакта BT1-1 (VCC). Пример выбранных точек запитывания приведен на рис. 61, при этом обязательно должно быть выбрано 2 контакта у элемента.

Рис. 61. Выбор точек запитывания цепи

Если у компонентов присутствуют 3D модели, тогда во вкладке Specials - > General -> Import 3D component, необходимо установить галочку (рис. 62).

41

Рис. 62. Настройки импорта 3D моделей

В результате импорта будет показана модель печатной платы (рис. 63).

Рис. 63. Модель печатной платы

Далее необходимо приступить к настройкам моделирования, для этого следует перейти на вкладку Simulation, где нужно установить частоты моделирования (Frequency), окружающее пространство (Background) – Normal, грани-

42