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EM-Verträglichkeit simulieren

Werkzeuge zur Simulation von Signalintegrität und elektromagnetischer Verträglichkeit

5. Juli 2011, 14:25 Uhr | Von Ralf Brüning

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Störungsanalyse von Leiterplatten

Moderne Methoden zur Leiterplattensimulation wie zur Signal-Integritätsanalyse beinhalten heutzutage alle „Was wäre wenn“-Möglichkeiten, um Design-Alternativen (z.B. unterschiedliche Terminierungen oder Änderungen von Verdrahtungsreihenfolge und -topologie) schnell durchspielen zu können. Für EMV- und Signalintegritäts-Untersuchungen war dies bisher nicht möglich, da derartige Simulationen sehr zeitaufwendig und komplex sind. Zwar bieten 3D-Maxwell-Gleichungslöser oft hochgenaue Ergebnisse, doch sind sie während zeitkritischer Design-Prozesse, bei denen eine schnelle Produkteinführung und das schnelle Erreichen hoher Produktionszahlen Schlüsselkriterien sind, oft nicht einsetzbar.

Ziel des in diesem Beitrag vorgestellten Projektes war die Untersuchung und Erprobung eines neuartigen Ansatzes zur EMV- und Versorgungssystem-Simulation von Leiterplatten im Umfeld der Automobilelektronik. Das Projekt wurde zusammen mit einem großen deutschen Automobilzulieferer durchgeführt, der sich Aussagen zu einer möglichen Verkürzung der Entwicklungsprozesse und der zu erwartenden Kostenersparnis erhoffte. Die Baugruppe eines konkreten Entwicklungsprojektes wurde als Testobjekt ausgewählt; diese Leiterplatte wird seitdem in Serie gefertigt. EMV-Messergebnisse lagen zum Teil vor oder wurden während des Projektes aufgenommen. Mehrere Revisionen wurden dabei vergleichend betrachtet, jeweils simulativ und messtechnisch. Es sollte herausgefunden werden, ob ein empirischer EMV-Simulationsansatz in der Lage ist, Unterschiede verschiedener Platinen zu detektieren, und ob es möglich ist, EMV-Verbesserungsmaßnahmen zu erarbeiten, die zu einer kostengünstigeren, aber funktionssicheren Leiterplatte führen. Hier wurde insbesondere auch die EMV-Qualität des Versorgungssystems betrachtet.