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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 4

Übersprecheffekte und Stecker, Simulation und messtechnische Verifikation

In einem weiteren Schritt wurden die I/O-Netze der Baugruppen auf Common-Mode-Abstrahlung durch Übersprechspannung untersucht. Bei der Betrachtung der Netze fiel auf, dass sämtliche betroffenen Netze mit dem Stecker X5 verbunden waren (Bild 3). Bei den störenden Leitungen handelt es sich um Busleitungen, die von einem der beiden PowerPCs zum ASIC verlaufen. Um diese Ergebnisse messtechnisch zu belegen, wurde an dem Stecker mit einem Oszilloskop nachgemessen. Diese Messung zeigte deutlich eine Überkopplung des Schaltsignals auf den Stecker. Obwohl die Koppelstrecke nur sehr kurz ist, kann sie zur Bildung einer Common-Mode-Antenne führen und in bestimmten Frequenzbereichen strahlen. Betrachtet man insbesondere den gerade einmal 55 μm betragenden Abstand der beiden Verdrahtungslagen in diesem Bereich, so wird die simulierte und nachgemessene Kopplung trotz einer guten Verdrahtungstopologie erklärbar. Bei einer näheren Betrachtung des Layouts fiel auf, dass die dritte und vierte Lage unter dem Stecker mit Ground ausgefüllt war. Um das Übersprechen in diesem Bereich zu vermeiden, wurden basierend auf den Simulationsergebnissen als einfache Maßnahme die zweite und dritte Lage getauscht. Dadurch ist unter dem Stecker eine Ground-Fläche, und erst auf der nächsten Lage verlaufen die Signale.

Erwähnenswert in diesem Zusammenhang ist die direkte Rückmeldung von EMV-Ergebnissen auf mögliche Verursacher im Layout bei diesem integrierten Simulationsansatz. Es werden nicht nur Abstrahlungsspektren dargestellt, sondern der Anwender wird auf potentielle parasitäre Antennen und deren Effekte hingewiesen.