高速高密度PCB设计中SI/PI/EMC问题的设计

图4：SIwave分析得到的PCB谐振点分布

图5：谐振频率为0.4971G的电压波动情况

PCB EMI问题仿真

一块八层PCB，其中黄色走线为PCB上的时钟信号线，每根时钟线都与一激励源相连，为了了解该PCB的电磁辐射特性，首先在SIwave中设置扫频分析可以清楚观察到PCB板在各频点上的电压波动情况，如图7所示。

图6：加去耦电容前a和后b的信号网络IOA8的插入损耗和回波损耗曲线

图7：PCB在不同的频率上的电压波动图

图8：1G下PCB的电压波动图和空间场分布

随后，在SIwave中计算PCB在空间的EMI辐射情况。以1G为例，图8为PCB元件正面观察到的电压波动情况，通过SIwave和Ansoft HFSS之间的动态链接，能够计算PCB板在三维空间任意位置的电磁场辐射数据，从而实现虚拟EMI测试。图8还给出了距离PCB约500mil处的电场分布云图，对比空间电场分布云图与PCB上电压波动云图可以发现：PCB上电压波峰/波谷对应的近区辐射场数值大，这也与实际情况吻合。同时根据需要可在 SIwave中直接画出各个频点上PCB板在远区的辐射场分布。

高速PCB板级设计无论SI还是PI，都是十分具有挑战性的，而由此产生的EMI问题则更为复杂。采用对虚拟原型进行仿真的方法替代反复试验的设计方法来优化电路板的设计，可以有效缩短设计周期并且节约设计成本。