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Etteplan electromagnetic simulation

Elektromagnetische (EM) Feldsimulationsservices

Als integraler Bestandteil von Produktentwicklungsprojekten helfen elektromagnetische (EM) Feldsimulationen bei der Feineinstellung von Prototypen. Nach der Planung und Erstellung eines Simulationsmodells sowie der Analyse der Ergebnisse werden die notwendigen Korrekturen an den Prototypen vorgenommen. Im Vergleich zu herkömmlichen Entwicklungszyklen kann man so unnötige Prototyprunden vermeiden und Zeit sparen. 

Hauptvorteile
Minimiert Produktentwicklungs- risiken
Reduziert die Anzahl der Prototypen
Kürzere F&E-Perioden, schnellere Markteinführung
Kosteneinsparungen bei Produktentwicklungs- projekten

EM-Feldsimulation für optimierte Produktleistung 

Der Bedarf an elektromagnetischen (EM) Feldsimulationen nimmt rasant zu, da komplexere Antennenkonstruktionen benötigt werden, die Geschwindigkeit digitaler Busse steigt und die Funkfrequenzen z. B. aufgrund der 5G-Anforderungen höher werden. Mit Hilfe von Simulationen lässt sich die Anzahl der Prototypen reduzieren, die Geschwindigkeit der digitalen Busse messen und letztlich der Stromverbrauch des Produkts optimieren. 

Antenne und RF-Schaltung 

Durch Antennensimulationen gewährleisten wir, dass der für die Antenne vorgesehene Raum effektiv genutzt wird und dass das Gerät unabhängig von veränderlichen Umgebungsbedingungen in der gewünschten Frequenz optimal funktioniert. Für die Antennensimulationen verwenden wir gewöhnlich ANSYS-Tools, können aber auch vom Kunden bevorzugte Arbeitsmittel übernehmen. 

Zur Anpassung der Impedanzen und zur Optimierung von Stabilität, Linearität, Verstärkung und Rauschzahl von Verstärkern kommt ein RF-Schaltungssimulator zum Einsatz. Um korrekte und kostengünstige Toleranzwerte für Komponenten zu finden, werden Monte Carlo-Analysen durchgeführt. Als RF-Schaltungssimulator verwenden wir gewöhnlich NI AWR Microwave Office. 

2D-Field Solver 

Wir verwenden 2D-Field Solver zur Simulation der unsymmetrischen oder differentiellen Impedanz aller Arten von Strukturen wie Kabelquerschnitt, Stecker oder einem komplexen Leiterplattenlayout. Bei der Berechnung von Leiterplattenübertragungsleitungen können auch Näherungsgleichungen verwendet werden. Wird jedoch eine hohe Genauigkeit benötigt, ist es besser, 2D-Field Solver zu verwenden, wobei wir ANSYS-Tools bevorzugen. 

Signal- und Leistungsintegrität 

In einer frühen Phase durchgeführte Simulationen der Signal- und Leistungsintegrität tragen dazu bei, viele mit dem Leiterplattendesign verbundene Probleme zu vermeiden. 

Wir empfehlen wärmstens, für jedes Leiterplattenlayout-Design eine Resonanzanalyse durchzuführen. Dieser schnelle und automatisierte Simulationstest zeigt mögliche Leistungs- und Signalintegritätsrisiken im Design auf. Typischerweise wirken sich die Optimierung von Entkopplungskondensatoren, das Hinzufügen fehlender Rückstrom-Durchkontaktierungen und die Beseitigung potenzieller Resonanzstrukturen wesentlich auf Zuverlässigkeit und EMV-Leistung aus. 

Heutzutage gibt es viele Highspeed-Schnittstellen, wie DDR3/4, die sich nur schwer, mit hohem Kostenaufwand bzw. überhaupt nicht mit Testgeräten in einem Testlabor verifizieren lassen. Bei dieser Art von Schnittstellen ist für ein erfolgreiches Highspeed-Design eine virtuelle Compliance-Simulation unerlässlich. Mit einer virtuellen Compliance-Simulation können wir z. B. Augendiagramme sowie Über- und Unterschreitungen bei der Einhaltung von Normen überprüfen. 

Für Signal- und Leistungsintegritätssimulationen verwenden wir auch ANSYS und Mentor HyperLynx-Tools. 

Alexander Tollsner

Business Developer Software & Embedded Solutions
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