Az egyre növekvő felhasználói igények kielégítésére egyre több elektronikus áramkört helyezünk el egy eszközben, illetve egyre több eszközt sűrítünk egy berendezésbe. Ezen elem- és alkatrészsűrűség-növekedés miatt, egyre többször fordulna elő, hogy az egyes eszközök megzavarnák egy másik áramkör működését, ha a berendezéseinket nem terveznénk EMC, jel-  és power-integritás szempontok alapján. Egy valóságos áramkör számos olyan alkatrészt kell, hogy tartalmazzon, amelyek nem a funkcionalitást, hanem az eszköz környezetével való együttélést biztosítják. Európában és a világ más tájain is csak akkor lehet egy adott eszközt piacra vinni, ha az megfelel a szigorú elektromágneses kompatibilitási követelményeknek. Az eszközfejlesztés akkor tud hatékony lenni, ha már a tervezési fázisban is ismerjük egy adott áramkör, eszköz vagy egész berendezés elektromágneses zavarérzékenységét és kibocsátását. Erre a legjobb mód a szimuláció, amellyel előre meg tudjuk mondani az áramkör várható viselkedését. A modern szoftverek számos modellezési és számítási lehetőséget nyújtanak, melyek ismerete elengedhetetlen az EMC és jelintegritás tervezésben. Ilyen tudással rendelkező mérnökből nagyon nagy hiány van az iparban, éppen ezért nagy a kereslet irántuk. A tantárgy célja ezen űr betöltése, együttműködve a Bosch EMC csoportjával.

A tantárgy előadásában a hangsúly a gyakorlati hasznosságon van. A fő célunk, hogy a tárgyat elvégző hallgatók magabiztosan kezeljenek egy nagyfrekvenciás tér- és áramkörszimulátort. El tudják dönetnei, hogy a számos megoldási és beállítási lehetőség közül melyiket válasszák, hogy gorsan és pontos eredményhez jussanak. Ezen cél elérése érdekében némi elméleti összefoglalót adunk, és ezzel párhozamosan számos különböző eszköz modellezésén keresztül mutatjuk be a gyakorlati alkalmazást. Az elméleti részeknél nem kívánjuk levezetésekkel és bonyolult összefüggésekkel terhelni a hallgatóságot, helyette illusztratív példákon keresztül kvantitatíve mutatjuk be az egyes módszereket, ezzel is előkészítve a gyakorlati alkalmazást.

A számonkérés fajtája és menete, egy darab szabadon választható eszköz vagy berendezés szimulációjának elkészítése és bemutatása a vizsgaidőszakban. A házi feladatként vizsgálandó eszköz lehet a hallgató által hozott, illetve választható az általunk és a Bosch által felkínált témák közül. 

Példaként, néhány választható házi feladat

  • Kapcsolóüzemű tápegység modellezése és zavarkibocsátásnak a vizsgálata: A mai modern rezonáns konverterek kapcsolójele egy MHz nagyságrendű négyszögjel, melynek felharmónikusai által keltett elektromágneses tér komoly zavarokat okozhat más elektromos berendezések működésében. Épenn ezért szigorú EMC szabályozás vonatkozik rájuk, melynek keretében a zavar kibocsátás mértékének egy adott szint alatt kell lennie, különben az eszköz nem hozható kereskedelni forgalomba. Ezen választható feladat keretében a hallgató megismerkedik a Boschnál tervezett és alkalmazott rezonáns konverterek felépítésével és modellezésének lehetőségével, melyet a Bosch mérnökei mutatnak be.
  • Elektromos motor modellezése és zavarkibocsátásának vizsgálata: Egy rosszul megtervezett ablaktörlőlapát-motor például nem építhatő be egy autóba, mert a működése közben indukált elektromágneses zavarok negatívan befolyásolhatják más az autóban elhelyezett elektromos berendezések üzemszerű működését. Épenn ezért szigorú EMC szabályozás vonatkozik rájuk, melynek keretében a zavar kibocsátás mértékének egy adott szint alatt kell lennie, különben az eszköz nem hozható kereskedelni forgalomba. Ezen választható feladat keretében a hallgató megismerkedik a Boschnál tervezett és alkalmazott motorok felépítésével és modellezésének lehetőségével, melyet a Bosch mérnökei mutatnak be.
  • Árnyékolt mérőszobában kialakított mérési összeállítás modellezése: Az EMC minősítő méréseket árnyékolt és reflexiómentesített kamrákban szokták végezni. Egy ilyen helység a maga műszerezettségével igen sokba kerül, ezért kevés van belőlük (így a mérések is sokba kerülnek). Amikor nem, úgynevezett végminősítő mérést  szeretnénk készíteni, akkor a mérés kiváltható szimulációval, ezzel rengetek időt és pénzt megtakarítva.
  • Analóg és digitális áramköröket is tartalmazó nyomtatott áramköri lap modellezése: Nagyon sok érzékelő és kommunikációs áramkör tartalmaz digitális vezérlő egységeket és analóg részeket is. Akár kommunikációról, akár mérésről legyen szó, az analóg jeleket, föld és tápvezetőket el kell különíteni a digitálisaktól, különben olyan zavarjelek jelennek meg, amelyek lehetetlenné teszik az analóg áramkörök megfelelő működését. 
  • Nagysebességű digitális kommunikációs áramkörök átvitelének a vizsgálata: Manapság a nagy mennyiségű digitális információ átvitele már egy NYÁK-on is precíz tervezést igényel. A külső zajok hatásának csökkentése érdekében differenciális tápvonalakat alkalmazunk. Ilyenkor a vezetékezésre különös figyelmet kell fordítani az impedancia viszonyok és veszteségek miatt. 
  • 5G mobilhálózatok antenna elemeinek a vizsgálata: A jövő mobilhálózataiban az antennák már nem csupán passzív transzformátorként és irányszűrőként fognak funkcionálni, hanem adaptívan követni fogják a nyalábjukkal a felhasználókat. Egy ilyen antennának számos pozitív hatása van a kommunikációs paraméterekre, azonban a tervezése és üzemeltetése természetesen nehezebb, mint a hagyományos társaiké. Azonban egy fejlett térszimulátorral az antennanyaláb formálása és forgatása jól számítható és tervezhető. 
  • stb... :)

Ha olyan áramkört, vagy eszközt szeretnél készíteni, amelyet el is szeretnél adni, akkor ezt a tantárgyat mindenképpen érdemes meghallgatnod!

Megszerezhető képességek

  • Nagyfrekvenciás rendszerszemlélet.
  • Gyakorlat a nagyfrekevenciás áramkörök szimulációjában.
  • CST Microwave Studio átfogó ismerete.
  • EMC fogalmának, jelentőségének és tervezésének ismerete.
  • Jel- és power-integritás fogalmának, jelentőségének és tervezésének ismerete. 

Tantárgyi adatlap

 

{youtube}sw9xKjokcpc|400|300|0{/youtube}

<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/sw9xKjokcpc" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>

 

 

 

A tantárgy bevezetést nyújt a mesterséges elektromágneses szerkezetekkel, metaanyagokkal és fotonikus kristályokkal létrehozható különleges elektromágneses jelenségek elméletébe. Tárgyalja a szükséges elektromágneses ismereteket és bemutatja ezen szerkezetek segítségével létrehozható eszközöket. 

Megszerezhető képességek

  • Pontokba szedve a főbb megszerezhető kompetenciák

Tantárgyi adatlap