【摘要】：隨著電子器件集成度越來越高,不同器件的工作頻率或其諧波產生重疊,發(fā)生相互串擾,進而影響整個系統(tǒng)的正常工作,電磁兼容成為電子產品在設計過程中不可忽視的一個問題。為了在集成電路設計階段就減少可能出現(xiàn)的電磁兼容問題,降低產品生產加工后的整改風險,我們需要深入研究輻射器件的電磁特性,從而提出有效的等效模型和分析方法。結合業(yè)界工程應用,本文主要針對高頻高速電子器件在電磁干擾和屏蔽方面進行了建模研究。基于研究背景和現(xiàn)狀,本文的主要研究包括以下幾個方面:1、對電容等局部元件進行了建模和高頻寄生參數誤差分析。本文通過基因算法優(yōu)化電路模型參數,該電路模型能夠準確反映出測試情況。由此我們可以建立同一工藝下元件模型參數的數據庫,利用該數據庫可以對不同參數值的元件做出有效預測。2、對整體輻射模塊構建了等效偶極子模型。通過提取器件近場輻射信息,建立了基于切向場的磁偶極子的等效輻射源模型,并以仿真模型與實際器件驗證了等效源的準確性。這極大地提升了仿真效率,并且適用于在前期設計中分析模塊與周圍器件的耦合。3、研究了屏蔽蓋屏蔽效能的近場表達模型。屏蔽結構是解決電磁干擾的常用方法,對于輻射器件的屏蔽結構,本文創(chuàng)新地提出了屏蔽效能的近場表達形式。利用近場掃描靈活便捷的優(yōu)點,我們分析了用近場磁場表示屏蔽效能的公式,并且將近場屏蔽效能與混響室方式測得的遠場屏蔽效能進行了比較。二者的一致性驗證了所提近場屏蔽效能公式的合理性,從而為電小尺寸屏蔽結構屏蔽效能的測量提供了一種新的有效測試方法。4、研究了屏蔽箱中的等效模型遠場輻射評估問題。屏蔽蓋和屏蔽箱是兩種常見的電磁屏蔽應用場景。本文分析了復雜電磁環(huán)境下典型的噪聲源和屏蔽機箱電磁輻射場景。對于屏蔽箱大而電路板小這種結構,現(xiàn)有軟件仿真中面臨著多尺度建模問題。我們以優(yōu)化算法構建偶極子等效模型來替代輻射源,并驗證了在屏蔽箱環(huán)境下等效模型遠場評估的準確性。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN03
【圖文】：

ＩＴＲＳ）發(fā)表聲明，將不再以摩爾定律為目標。鑒于市場對小型化與高性能設備的需逡逑求，集成電路仍將不斷朝著高密度、低功耗和多功能的方向發(fā)展［２］［３］，各種射頻器逡逑件甚至整個系統(tǒng)都被集成到一個芯片之中，如圖１－１所示。今后集成電路的發(fā)展主逡逑要在于器件設計和電路結構的創(chuàng)新以及新材料的應用［４１，比如采用三維封裝技術在逡逑電路結構上做出改善。三維封裝是將眾多不同的芯片合理的放置于一個封裝之中，逡逑利用硅通孔技術充分拓展封裝在垂直方向的空間。由于電子設備的小型化與高度集逡逑成，同一塊電路板中包含許多不同的模塊，不同器件的工作頻段可能會有所重疊，逡逑發(fā)生相互串擾，進而影響整個系統(tǒng)的正常工作，這導致集成電路的電磁兼容逡逑（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ邋Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，邋ＥＭＣ）成為電子產品在設計過程中不可忽視的一個問逡逑題R[。逡逑＇—卞了１Ｖ．：：二．１逡逑000000000逡逑圖１－１多種模塊集成的芯片逡逑電磁兼容是指在復雜的電磁環(huán)境中，電子系統(tǒng)中的眾多器件能夠正常工作，各逡逑種器件彼此之間不會造成電磁干擾（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ邋Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，邋ＥＭＩ）。電磁兼容問逡逑題的基本三要素［７］［８］是電磁干擾源、干擾路徑和敏感設備

１．２國內外研究現(xiàn)狀以及存在問題逡逑在高頻高速電子器件電磁干擾建模方面，目前業(yè)界已有不少研究。在惠更斯等逡逑效原理中，等效源能夠產生和實際源相同的場［１２］。圖１－３顯示了惠更斯等效原理的逡逑３種情況［１３］。實際的輻射源定義為電流密度和磁流密度單一介質中的輻射場逡逑定義為Ｇ是單位垂直法向量。輻射源可以被表面電流或者表面磁流所替代逡逑２逡逑

浙江大學碩士學位論文邐緒論逡逑圖１－４偶極子等效輻射源逡逑ｙ邐ｊ，邋＇邐￣逡逑２Ｄａｓｔａｆｒｏｍ逡逑Q婂危海義瞎恪澹В0２？邋＂，邋Ｖ邋，b6柄彟眾辱．６＃灥．５逡逑邐邋介逡逑}0邋一邐\(．ｉ邋—．．．．邋？邋ｐ＾ｙ逡逑Ｓｏｕｒｃｅ邋ｐｌａｎｅ逡逑圖１－５平面波普轉換方法逡逑對于輻射器件之間通過空間電磁耦合造成的干擾問題，業(yè)界常用做法是將輻射逡逑模塊置于由金屬材料制成的封裝屏蔽蓋之內，且屏蔽蓋與地面連接，從而阻斷或減逡逑少空間z1合的福射量。通常使用屏蔽效能（Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ邋Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ，邋ＳＥ）來反映屏蔽材逡逑料的屏蔽能力［１７］［１８］。根據傳輸線理論［１９］，屏蔽效能主要取決于三種損耗機制：反逡逑射損耗0／？）、吸收損耗0４）和多次反射損耗（５）。屏蔽效能的計算公式如下：逡逑ＳＥ＾＾Ｒ邋＋邋Ａ邋＋邋Ｂ邐（０－１）逡逑其中反射損耗為逡逑及＝２０ｌｏｇ１０邋Ｄ）邋？２０１ｏｇ１0Ａ．邐（０－２）逡逑Ｚ】邋＝邋（ｌ＋力邐（０－３）逡逑式中Ｚ。表示自由空間的波阻抗，Ｚ；表不材料的波阻抗。／＾和口分別是屏蔽材料的逡逑磁導率和電導率。反射損耗與頻率成負相關。吸收損耗為逡逑１邋ｔ邋邐逡逑＾４＝２０１ｏｇ１０＾邋？邋８．６９—邋＝邋＾．６９ｔ＾７ｒｊＪｆａ邐（０－４）逡逑８逡逑其中／是屏蔽層的厚度

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 雷瑾亮;張劍;馬曉輝;;集成電路產業(yè)形態(tài)的演變和發(fā)展機遇[J];中國科技論壇;2013年07期

相關博士學位論文 前2條

1 李軍;三維封裝電磁干擾的分析與防護設計[D];浙江大學;2017年

2 項方品;基于近場掃描的高速電路電磁輻射建模研究[D];浙江大學;2015年

本文編號：2764100