硕士论文航空发动机电子控制器PCB布局电磁兼容性设计研究.pdf

中图分类号: 论文编号:1028702 12-S112
学科分类号:082521

硕士学位论文



航空发动机电子控制器 PCB 布局
电磁兼容性设计研究




研究生姓名张寅
学科、专业航空宇航科学与技术
(系统仿真与控制)
研究方向电子控制器设计技术
指导教师叶志锋教授






南京航空航天大学
研究生院能源与动力学院
二О一一年十二月
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
The Graduate School
College of Energy and Power Engineering

Research on the pati-
bility Design Technology of the Electronic
Controller’s PCB used in Aero-engine

A Thesis in
Aerospace Science and Technology
(System Simulation and Control)
By
Zhang Yin
Advised by
Professor Ye Zhifeng
Submitted in Partial Fulfillment
Of the Requirements
for the Degree of
Master of Engineering


December,2011
承诺书

本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导
下,独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已
经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他
人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献
的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复
印件,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分
内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他
复制手段保存论文。
(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)




作者签名:
日期:
南京航空航天大学硕士论文
摘要
随着微电子技术的不断发展,多层印制电路板技术不断成熟,航空发动机全权限数字控
制系统的性能也在不断提升。目前,主流电子设备的处理器时钟已超过 500MHz,时钟的上
升/下降沿更是提高到了 ps(皮秒)级,因此电子控制器中 PCB 板电磁兼容性设计的重要性
受到了设计人员的广泛关注。
本文首先阐述了电磁兼容方面的基本理论,推导了时谐场下的麦克斯韦方程组并介绍了
电磁场仿真中常用的全波有限元算法。然后,以 PCB 板为对象,对其建模。在 10MHz 至 1GHz
频率范围内,使用 Ansoft 公司的 SIwave 对模型进行了谐振、信号完整性、频率特性和电磁
场分布的仿真研究;并使用容向公司的电磁干扰高速扫描系统 EMSCAN 对电子控制器 PCB
板进行了频率特性测试和近场分布测试,同时指出了仿真和测试对 PCB 设计测试工作的指导
意义。
最后通过测试与仿真结果的对比,验证了仿真的准确性,提出了一种基于仿真预测 PCB
板电磁兼容性能的实现途径,对于电子控制器 PCB 板的电磁兼容性设计具有参考价值。

关键词:电子控制器,PCB,电磁兼容,SIwave ,EMSCAN
I
航空发动机电子控制器 PCB 布局电磁兼容性设计研究
ABSTRACT
With the constant development of the Microelectronics Technology, the technology of Multi-
layer Printed Circuit Board is maturer and matured. And the performance of the FADEC systems,
used in the aero-engine, continues to improve, too. Nowadays, more and more electronic equip-
ments’ microprocessor clock frequency are upon 500MHz. The rise time and fall time of these mi-
croprocessor