Modelagem e simulação de placa de circuito impresso utilizando o software Emcos Studio

Abstract

A constante miniaturização de componentes eletrônicos e o aumento das frequências em que estes devem operar são um dos principais responsáveis para os problemas de compatibilidade eletromagnética. O efeito de crosstalk gerado pela influência de uma trilha sobre outra pode levar a comportamentos indesejáveis de todo o sistema. Como este efeito está relacionado a campos eletromagnéticos sua detecção pode ser um desafio em fases finais de um projeto. Este trabalho, portanto, visa analisar como utilizar o software EMCoS Studio para a modelagem e simulação de placas de circuito impresso. Para tanto foram modelados e simulados 3 modelos de placas similares, em função do uso de um plano de referência para mitigar efeitos de crosstalk e 3 modelos tendo como base a técnica de trilha de guarda. O objetivo dessas simulações foi verificar o campo elétrico irradiado. Todas essas placas tiverem o campo elétrico de suas correspondentes físicas medidas através de um rastreador de campo próximo. De forma a verificar os resultados, tantos os simulados quanto os práticos, foram analisados pelos mapas de calor gerados. Os resultados obtidos confirmam pelo comportamento dos mapas de calor, a viabilidade do uso do software.

The constant miniaturization of electronic components and the increase in the frequencies at which they must operate are among the main factors responsible for electromagnetic compatibility issues. The crosstalk effect, caused by the influence of one trace on another, can lead to undesirable behaviors throughout the system. Since this effect is related to electromagnetic fields, its detection can be a challenge in the final stages of a project. Therefore, this work aims to analyze how to use the EMCoS Studio software for the modeling and simulation of printed circuit boards. For this purpose, three similar board models were modeled and simulated, considering the use of a reference plane to mitigate crosstalk effects, and three models based on the guard trace technique. The objective of these simulations was to assess the radiated electric field. All these boards had the electric field of their physical counterparts measured using a near-field scanner. To verify the results, both simulated and practical, they were analyzed through the generated heat maps. The results confirm, through the behavior of the heat maps, the viability of using the software.