基于Zigbee的无线通信传输电路的抗电磁干扰优化设计

时间:2014-01-12来源:网络
">导入时,先在Designer中新建一个PlanarEM项目,这里采用的是系统内置的双面板的模板,为了生成相关印制板的实体模型,可以通过Ansoft Designer的Layout菜单中所列的ImPort file选项,将 Protel导出的DXF文件导入到Planar EM项目中来,生成印制板的实体模型的各层,导入过程中,Protel和 Ansoft Designer中设定的缺省单位要一致,先导入所有的层,再根据实际情况修改和调整PCB上各层的走线。PCB采用的介质材料是FR- 4,完成上述工作后,整个印制板的仿真实体模型可在Ansoft Designer中建立。如图2所示。

基于Zigbee的无线通信传输电路的抗电磁干扰优化设计

图2 导入Ansoft后的模型3.3 设定解析条件

1)首先设定激励(Excitations) 用选择工具选择需要添加激励的边缘,然 后右键单击选择Add Port.根据电路的实际情况,这里设定Port1,Port2,Port3,Port4共4个激励源,电流幅度分别为 0.1 A、0.2 A、0.1 A、0.3 A.

2)然后设定分析条件(Analysis) 右键单击添加解析方案设置 (Adding Solution Setup),选定初始化网格为频率等于60 Hz时的固定网格(Fixed Mesh),并且在网格精炼标签(Mesh Refinement)中将精炼参数(Refinement Parameters)设置为缺省值。在增加的Setup1上右键单击,选中 Mesh Overlay和Dynamic Mesh Update,再添加频率扫描(Adding SweepFrequency),类型选择"离散" (Discrete),复选中"生成表面电流"(Generate Surface Current),开始频率为40Hz,终止频率为60 Hz,步 长2 Hz,一共10个频率点。设定上面所有的条件后,还需要对设置进行初步校验,校验完成后即可开始对PCB实体模型进行解析。

4 仿真结果分析

4.1 原始结果分析

通过在Ansoft Designer中过对以上10个频点的扫描,即可得到了PCB 的电流图和近场分布图,这里以50 Hz点为例,分析得到的电流图,E、H近场分布图进行分析,如图3、4、5可见,电路中出现4块场强较强的区域,分布 在2个晶振及射频发射电路区域,其中晶振区域存在着敏感元件,而这部分正好辐射强度较大,这对于PCB的电磁兼容来说是不合适的。

基于Zigbee的无线通信传输电路的抗电磁干扰优化设计

图3 50Hz电路图

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图4 50HzE近扬图

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图5 50HzH近场图

针对上述问题,我们对PCB进行了重新布线,调整以上两块敏感区域中元件的位置,缩短晶振到单片机的距离,使信号尽可能快的进入芯片,平滑弯角,尽量使电感和电容垂直放置,以减少不必要的干扰。4.2 改进后分析

改进后,再次导入到ansoft Designer中进行分析,得到图6、7、8,此时可以发现,以前辐射区域较大区域变小或变形,受影响较大的晶振区域强度有所下降,对周围元件的影响也相应减弱,系统的抗电磁干扰能力得到提高。

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图6 改进后50Hz电路图

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图7 改进后50HzE近场图

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图8 改进后50HzH近场图

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关键词: Zigbee 无线通信 传输电路

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