PCB電磁兼容設計與仿真分析

PCB電磁兼容設計與仿真分析(石老師)課程介紹：

課程背景
    電子產品的電磁兼容（EMC）問題常常被稱為“玄學”，實際上電磁兼容是一門實踐性很強的工程性學科，在實際應用中除了需要理論計算與建模仿真外，還應該關注實際工程應用中的問題解決，在實踐中不斷積累總結設計經驗，并用于優化相關的仿真模型，通常兩者也是相輔相成的關系。
    電子產品的電磁兼容（EMC）設計具有很大的“灰度”，在實際產品的電磁兼容設計中，需要充分考慮和權衡產品的功能實現、信號質量、工程工藝設計（散熱、安全、環境可靠性等）、產品成本等綜合因素的影響，多方權衡利弊，最終達成的方案才算得上是最優的產品電磁兼容設計方案。
    電子產品PCB電磁兼容（EMC）設計具有獨特的價值和地位。PCB是信號的載體也是“EMI噪聲”的載體，將“猛獸”馴服于牢籠（PCB）中（PCB EMC設計的核心理念：控制噪聲電壓的導體面積、控制噪聲電流的回流路徑），將有助于產品獲取更加穩定的EMC性能、降低產品EMC整體實現成本。同時將會極大的減輕產品在結構與線纜等路徑環節解決EMC問題的壓力。
    因此EMC工程師、PCB設計工程師、硬件工程師等均需要提升PCB的EMC設計水平，掌握相關的PCB EMC設計技術。此課程融入了EMC案例分析與案例仿真解析等數據，讓學員可以用最直觀的方式了解PCB設計中的EMC規則與設計思路

課程特色
    本課程抽取了PCB電磁兼容（EMC）設計中的重要概念、核心理論進行講解，結合了深圳公司十幾年EMC工程整改領域的技術案例總結同時，應用EMC仿真工具對產品PCB電磁兼容設計中的關鍵技術點與案例問題點進行進一步的解析與論證，能有效深化學員對該EMC關鍵技術知識點的掌握，并提高EMC問題分析解決的實際戰斗力。
    培訓老師具有近20年的EMC工作經驗，課件選擇了最重要的、與實際應用聯系緊密的EMC知識點進行介紹，每一個知識點參考國外多部經典、權威的EMC文獻資料進行理論分析，同時結合了相關的工程案例與仿真實例進行論證解析。
    PCB設計中的EMC設計規則有仿真、測試數據支持。大多數的EMC設計規則，如PCB時鐘走線跨分割、換參考、電源/地平面去耦等都有詳細的仿真數據支持，有的還有測試數據支持，使學員印象深刻、銘記于心，達到學以致用、立竿見影的效果

課程收益
通過培訓學習，學員可以掌握如下知識點：
PCB上信號的時域與頻域特性，PCB的EMC設計中，為什么有些信號需要重點關注，有些信號不需要過于關注。
1.PCB輻射問題從何而來，PCB都隱藏了哪些輻射天線。
2.PCB輻射問題從何而來，PCB都有哪些隱形的輻射激勵源。
3.PCB層疊設計中都需要從哪些維度去考慮EMC問題。
4.PCB布局設計中都需要從哪些維度去考慮EMC問題。
5.PCB布線設計中哪些因素會影響信號電流的回流路徑，會帶來哪些的EMI影響。
6.PCB上地的概念，PCB的地與哪些EMC問題相關。
7.PCB電源地設計中的去耦電容是不是越多越好。
8.PCB設計時，如何正確使用磁珠、電容、共模電感等EMC元器件，在單板原理圖階段全面考慮電磁兼容的問題。
9.如何從PCB中考慮多種地的隔離、分割，單點連接還是多點連接。
10.如何從從產品的測試結果頻譜圖中精確找到PCB上的噪聲源及其位置。

課程大綱

(一) PCB中的電磁兼容知識點
PCB中信號的時域與頻域特性
電磁兼容測試項目與PCB的關系
PCB中的輻射發射隱藏天線
PCB中的電壓噪聲源模型
PCB中的電流噪聲源模型

(二) 產品EMC測試案例與PCB設計問題分析
輻射發射問題中的PCB設計問題解析
PCB上時鐘走線構成輻射問題的幾種方式
PCB板上的器件本體輻射如何處理
高速芯片散熱器如何接地EMI性能最優
PCB上的電源地平面是否會構成輻射天線
PCB 如何與對外連接線構成輻射模型

傳導發射問題中的PCB設計關鍵技術點
開關電源的PCB傳導問題模型
開關電源的PCB布局布線設計EMC要求
如何在PCB設計環節控制傳導測試中的差共模噪聲電流
信號口傳導發射問題與PCB的地處理設計

EMS測試問題與PCB設計的關鍵技術點
PCB設計如何考慮ESD的影響
EFT/CS噪聲特點與PCB設計
Surge電流的PCB設計注意事項

PCB設計中的自兼容問題
PCB中哪些信號需要考慮串擾的影響
串擾的影響如何評估與解決

相關案例分析與仿真解析
案例：DDR時鐘走線換參考導致輻射超標案例與仿真解析
案例：高速時鐘走線PCB表層走線引起的輻射發射問題案例與仿真解析
案例：時鐘信號濾波電路如何設計案例分析
案例：傳導測試中共模電容的PCB環路設計案例解析
案例：開關電源產品的環路控制與差模干擾案例解析
案例：時鐘電源濾波設計不當引起的PCB電源網絡高頻輻射案例與仿真解析
案例：某消費終端產品PCB設計缺陷引發的ESD問題案例
案例：某軍用產品芯片電源布局布線設計不當引起的RS問題案例

(三) PCB EMC設計關鍵技術分析與仿真解析
PCB中的電源地平面設計
電源平面地平面在PCB EMC設計中的意義
信號電流如何在地平面電源平面之間形成回流路徑
如何設計電源地平面上的去耦電容（全局去耦電容、芯片去耦電容）
PCB上孤立網絡銅皮如何影響產品的輻射性能
如何利用PCB上的地平面構成PCB的法拉第籠屏蔽效應

PCB中的關鍵信號走線EMC設計要求
時鐘信號跨分割的輻射觸發機理與仿真分析
低成本單板的跨分割解決方案
關鍵信號PCB走線換參考平面的EMI影響分析與仿真解析
低層疊單板PCB關鍵信號換參考的處理建議
PCB設計中是否允許時鐘信號的表層走線

PCB的混合地設計原則
數模混合電路設計原理
數字信號干擾模擬信號的幾種模式
接口區域地分割的原理和意義
接口電路PCB設計是否需要做地分割
共模電感下方的地平面是否需要掏空處理

PCB內部連接器Pin Map相關的EMC設計要求
產品EMC設計為什么需要考慮Pin Map
連接器的Pin Map設計不當會帶來哪些EMC問題
連接器Pin Map設計的EMC要求

PCB與機殼地的連接設計
數字地是否應該和機殼地直接連接
浮地PCB設計的EMC技術要點
接地產品PCB應該如何實現與機殼地的連接

相關案例分析：
案例：孤立銅皮與去耦電容設計不當導致的高頻輻射問題案例分析
案例：時鐘換層設計不當引起的輻射發射案例分析
案例：數字地與射頻地設計不當引起的電源口電流法測試超標案例分析
案例：PCB接口地分割處理不當引起的CS測試Fail問題案例
案例: 產品背板Pin Map定義不合理引起的自兼容問題案例分析

(四) PCB基本EMC器件的選擇與應用
常用EMC濾波器件工作原理
容性濾波器件的EMC原理
感性濾波器件的EMC原理
復合器件是否推薦使用

接口濾波電路如何設計
如何確定電源濾波電路的電感值（變換Z參數）
如果決定使用單極濾波還是多級濾波
X電容、Y電容的選型注意事項
各類信號接口濾波電路的器件選型要求
濾波電路的PCB布局布線設計要點

TVS管、壓敏電阻特性、氣體放電管、半導體放電管器件特性

如何選擇抑制器件的參數

防護器件PCB設計的通流設計如何換算

相關案例分析：
案例：電源濾波電感的Z參數變換方法
案例：電源濾波電路的濾波電容旁路效應影響EMC性能案例
案例：電源與信號共母板導致的E1/T1信號異常案例
案例：某產品電源口濾波電路引起的防雷測試諧振案例分析

(五) 問題解答與現場分析
課間休息問題解答

客戶自帶PCB、原理圖、產品實物EMC問題與隱患分析

優質售后服務，提升培訓效果
參訓學員或者企業在課程結束后，可以享受相關的電磁兼容技術方面優質售后服務，作為授課之補充，保證效果，達到學習目的。主要內容如下：
1.【技術問題解答】培訓后一年內，如有課程相關技術問題，可通過電話、郵件聯系，我們將第一時間協助解決；
2.【定期案例分享】分享不斷，學習不斷；
3.【技術交流群】加入正式技術交流群，與行業大咖零距離溝通；
4.【EMC元件選型技術支持】如學員在EMC元件選擇或應用上有不清楚的地方可隨時與溝通；
5.【往期經典案例分析】行業典型EMC案例分享、器件選型等資料。
6.【研討會】不限人數參加線上或者線下研討會，企業內部工程師可相互分享，共同成長。
7.【EMC測試服務】在進行EMC測試服務，可享受會員折扣服務！

講師資歷
石老師
石老師從事EMC工程近20年，曾任職于華為電磁兼容研究部工作8年多，對前沿的電磁兼容設計理念與最新的電磁兼容信息較了解，對研發IPD流程有獨到的見解；具有豐富的軍用產品的電磁兼容設計、汽車電子系統EMC設計與整改等經驗。作為賽盛總工程師，專注于軍品、軌道交通、汽車等重大項目的電磁兼容體系建設與研究工作。
主要從事項目有：
615所、805所、洛陽613所，185所，105所、633所、海馬汽車（整車）、長安汽車研究院（新能源車）、長城華冠（電動跑車）、獵豹汽車（新能源SUV）、一汽集團技術中心（軍車）、吉利汽車、鄭州日產（純電動皮卡車）、廣汽研究院（整車）、華晨集團（整車）、南車集團（動車）、溫州長江汽車（冰箱控制器）、合興集團汽車電子（長城汽車保險絲盒）、北汽福田（ECU）、三花（車用EXV）、福田歐輝（新能源及其相關零部件）、臥龍電氣（汽車電機）、富士電機（汽車電機）、四川富士（雨刮電機、后窗電機）、重慶博耐特（雨刮電機）、比亞迪（電機控制器）（DC/DC）（OBC）（4合1電控）、歐菲（控制器）、寧德時代（電磁包）、中科華瑞（;電機控制器）等......產品正向設計、整改等。

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