EMI/EMC/SI/PI 

高速伝送/SI/PI講座での内容をご紹介いたします。

注意:HPの内容をLocalに保存している方がいます。アクセスログを取ってますので何度も繰り返す場合は、会社名と名前(判明しています)を公開します。

1. Spice Simulationでの解法

近年、USB3.0やHDMI等民生機器にもGHZオーダの伝送をされ始めました。 実際はかなり前から一部の一般家庭には、今で言うFLETS光が入っており、これには 14G帯域の電気信号を取り扱うTIA(Trans impedance amp)、それを処理するICが搭載 された装置:V-ONU(Video Optical Network Unit)が導入されていました。 ようやく、映像信号をデジタルで転送ということで、HDMIが取りざたされてますが、映像 伝送ではこちらの方が遥かに昔で、高度な技術が詰まっています。 それは、さておき、高速伝送をいろいろとSimulationする機会が多いと思いますが、基本的 な事を理解してないと、Simulationで大きく失敗してしまいます。 たいていのソフトウエアでは、実測とぴったし合います!なんて言ってるのもありますが 条件を実測に合わせてる!と言ったのものがほとんどでかなりいい加減なものです。 詳細はお問い合わせいただければ、コンサルティングを含めて可能ですので、是非是非 お問い合わせください。

以下に、以前私が以前解析しておりました、過渡ノイズの解析の高速伝送での解析例を 載せておきます。LVDSのICを使用した15mの伝送距離で、半導体のノイズを込みで Simulationをした例題です。

通常のSpice Simulationではこんな波形が出ます(EYE Pattern)です。

入力にはPRBS2^9-1を入れています。 続いて半導体のノイズを加えた通常:transient noise解析した結果です。

 

半導体のノイズがのってる様子がわかるかと思います。 実際は、あまりEYE openingに関係ないと見えそうですが、BER(Bit error Rate)解析をすると大きく影響が出てるのが分かります。 宣伝になりますが、詳細はお問い合わせください。 高速伝送の解析についてですが、正確なSimulationをするとEMI/EMCも同時に解析出来ます。弊社では以下のように考えており、従来のTx送信-Rx受信だけでなく基板上の電源を含めて解析の提案をします。そうすることにより、全体に与えるエネルギーと消費されるエネルギーと放射されるエネルギーの間にはエネルギー保存則が成立し矛盾のないSimulationが出来ます。当然基板全体の解析は、LSI/ICの内部まで情報が必要ですが再モデリングで解決しています。

※問い合わせが多いので、少しだけ詳細に説明いたします。

EMI/EMCそしてPI/SIでお困りのお客様の悩みで多いケースとして

1. 電磁界Simulatorを導入したが、実測と合わない、また傾向も違う
2. EMIの発生源を特定したいが、良くわからない。
3. PI/SIの傾向が合わない。
4. Spiceと電磁界の組み合わせ方が分からない。

と言った方が多いと思われます。
ここで1に該当して、かつ電磁界SImulationすれば正しい答えが出ると思われた方は一度基礎から電磁界Simulationについて学ばれた方が良いと思われます。電磁界といかなくても、容量抽出の仕方でも結構です。

半導体デバイアスSimulationで使われるメッシュと、基板での電磁界Simulationで使用するメッシュでは、2−3桁メッシュ数が違います。まずは、メッシュと精度がの関係等の基礎を身につけてください。PCBやパッケージ系のSimulationされてる方の構造は、直方体(半導体の世界ではマンハッタン形状と言います)、この特に直方体の形状で正確に値が出るのは、怪しいですね。なぜなら角の部分は特異点になり、通常の3Dのソルバーの最も苦手とする部分です。回避策として、半導体のデバイス等のSimulationでは、わざとエッジをある丸める処理したりしてこの特異点を回避しています。ただソルバによっては問題ないのもありますので、お使いの電磁界Simulatorがどういうソルバーを使ってるか調べて見てください。

そのぐらいは、分かって使用してる事を願います。


大学の数学で、この特異点を回避するためには、周回積分でぐるっと回る経路の積分があるのを覚えてる人は、記憶力の良い人です。2次元的には解析的にこの問題解決出来まして、Schwartz-Christoffel変換で可能です。これは複素解析学もしくは物理数学で習ってるはずです。

2,3,4に関しては、全体の回路と基板設計の知識がないと難しいのですが、特に半導体内部の知識が分からないと正確にEMIC/EMCについてSimulationがする事は出来ません。
EMIの元は、半導体から出るノイズ、そして半導体のノイズの大元は電源だからです。

イメージで言うとこんな感じです(上図)

以昨年の講座から一部テキストから抜粋です。
ヒントが隠されてますので、読んで頂いて、お問い合わせいただいても結構です。

講座テキスト

 

 


*iphone アプリ 開発
*ラティース ラティッセ