Beregningsalgoritme til at reducere elektromagnetisk støj i elektroniske kredsløb udviklet

For at designe lydløse elektromagnetiske (EM) enheder, det er nødvendigt at præcisere mekanismen bag EM -støj, og der udføres teoretiske beregninger og computersimuleringer til forudsigelsesvurdering af enheder. To forskere ved Osaka University udviklede en algoritme til numerisk beregning af EM -støj (interferens) i elektriske kredsløb.

EM -støj er et problem, der har vist sig at være svært at løse. Forårsaget af interferens fra transmissionsledninger og forbindelsesdele, der er taget forskellige tilgange til at reducere det, f.eks. tilføjelse af filtre og/eller passive enheder til kredsløb eller brug af konfigurationens symmetri.

Algoritmen udviklet i denne undersøgelse er til computersimulering af elektriske kredsløb, hvor transmissionslinjer er forbundet med klumpede elementmodeller. Som regel, løsningen af ​​problemer langs en transmissionslinje udføres ved hjælp af partielle differentialligninger, mens løsningen af ​​problemer i et konstant konstant kredsløb bruger almindelige differentialligninger. For at forbinde disse to forskellige differentialligninger og løse disse problemer, forskerparret, Prof. Masayuki Abe og prof. Hiroshi Toki, introducerede incidensmatrixen fundet i kredsløbsteori og tidsdomæneimpedans, sidstnævnte er et nyt koncept.

Tidligere har denne løsning krævede en metode til at erstatte faste faste kredsløb med transmissionsledninger, men denne nye metode kræver ikke en sådan udskiftning, giver mulighed for mere praktiske beregninger. Resultaterne af denne forskning blev offentliggjort i Videnskabelige rapporter .

Baseret på resultaterne af beregninger ved hjælp af denne algoritme, de to forskere demonstrerede, at EM-støj kunne reduceres ved hjælp af kredsløbets symmetriske 3-linjers konfiguration. Deres beregningsmetode er for endimensionale multi-leder transmissionslinjer, men de har allerede også udviklet en beregningsalgoritme i to- og tredimensionelle multi-leder transmissionslinjer (patentanmeldt), gør det muligt at fremme sin anvendte forskning.

Denne beregningsmetode kan også udvikles til en beregningsmetode for de forsinkende virkninger af EM -støj (og signaler), som er svære at beregne via konventionelle computersimuleringer. I øjeblikket, forskerne udvikler en beregningsalgoritme til beregning af disse forsinkende effekter. Ud over analyse af tids- og frekvensdomæner for EM -støj, denne algoritme vil blive brugt til forskellige applikationer, såsom generering af varme ved støj, metamaterialer, og antenneanalyse.

"Til sidst, vi sigter mod at udvikle en 'EM-støjfri infrastruktur'. Ud over at forbedre enhedens ydeevne, vi vil gerne realisere et samfund, hvor folk kan bruge udstyr med høj merværdi, såsom udstyr med ultra-lavt strømforbrug og ultra-lav spildvarme, "siger prof. Abe." Specifikt, vi vil teoretisk afklare en støjsvag struktur af elektroniske kredsløb og demonstrere, at drastisk reduktion af EM -støj kan føre til et gennembrud, der giver mulighed for lavt strømforbrug. "

Professor Toki siger, "Vores mål er at bruge vores metode til at udvikle avanceret teknologi til generel teknologi og opstille retningslinjer for at udvikle konceptet om støjsvage elektroniske enheder til projekter med både social og økonomisk indvirkning."