專欄

電路設計和EMC設計的關鍵 第23篇 EMC計算方法和EMC模擬(8)三維(3D)製圖

2025.04.18

大家好!我是ROHM的稻垣。

在第23篇中,我也想稍微改變一下思路,談談在電磁相容性(EMC)的計算和模擬過程中實際使用的三維(3D)製圖。

要想進行電路分析和電磁場分析並最終判斷是否符合電磁相容性(EMC)標準,可能需要透過二維圖來比較標準中的限值和預測計算值。例如,在採取EMC對策時,可以一目了然地看到哪個頻段符合限值。然而,如果要確認採取EMC對策後哪個頻段有多大的效果時,就需要對EMC對策之前的2D圖和EMC對策之後的2D圖進行比較了。將它們一併顯示的方法就是3D製圖(Fence plots)。下面讓我們實際看一下使用GnuPlot(開源)程式設計繪製的圖形吧!

用GnuPlot進行三維(3D)製圖

(a)

採用CISPR32(原22)標準的3米法

(b)
用GnuPlot進行三維(3D)製圖,採用CISPR32(原22)標準的3米法

這是用CISPR32(原22)標準的3米法進行預測計算後的結果。

在(a)圖中,紅色為計算值,白色為實測值,遠處兩列為EMC對策前,近處兩列為EMC對策後,綠色為標準規定的限值。可以看到,所需要的資料全部顯示在一個圖中了。此外,還可以通過滑鼠操作自由旋轉畫面,所以能在所需的角度進行探討。

(b)圖是從與頻率軸呈90度的角度偏移1度顯示的結果。細的紅色(計算值)和白色(實測值)是EMC對策之前的值;粗的紅色(計算值)和白色(實測值)是EMC對策之後的值。在本例中,可以看出EMC對策在低頻範圍更為有效。

就像這樣,可以從整體上鳥瞰整個預測計算,從而可以用來探討EMC對策的方向。在電磁相容性(EMC)標準的各種預測計算中,可以自動顯示三維(3D)圖形。

GnuPlot工具主要用於二維(2D)製圖,但也配置有三維(3D)製圖的內置命令。它的Shell腳本描述非常簡單,應用範圍也很廣,下面我舉例介紹一下。

GnuPlot的三維(3D)製圖描述示例

GnuPlot的三維(3D)製圖描述示例
(點擊圖片放大)

描述示例中的set命令聲明了各顯示選項的詳細設置。三維(3D)製圖用splot命令來實現。您可能會覺得行數太多,但是如果您瞭解了格式,就會明白雖然看起來有很多行,但其實不過是簡單命令的集合而已。只需在shell腳本中描述這些命令,就可以在不經意間實現瞬間顯示。歡迎大家試用!

感謝您閱讀本文。

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