Die tradisionele gereedskap vir ontfouting PCB sluit in: tyddomein-ossilloskoop, TDR (tyddomeinreflektometrie)-ossilloskoop, logika-ontleder, en frekwensiedomein-spektrumontleder en ander toerusting, maar hierdie metodes kan nie ‘n weerspieëling van die algehele inligting van die PCB-bord gee nie. data. PCB-bord word ook kortweg gedrukte stroombaan, gedrukte stroombaan, gedrukte stroombaanbord, kortweg PCB (gedrukte stroombaan) of PWB (gedrukte bedradingsbord) genoem, met behulp van isolerende bord as die basismateriaal, in ‘n sekere grootte gesny, en ten minste aangeheg ‘n Geleidende patroon met gate (soos komponentgate, bevestigingsgate, gemetalliseerde gate, ens.) word gebruik om die onderstel van die elektroniese komponente van die vorige toestel te vervang en die onderlinge verbinding tussen die elektroniese komponente te realiseer. Omdat hierdie bord met elektroniese druk gemaak word, word dit ‘n “gedrukte” stroombaanbord genoem. Dit is nie akkuraat om “gedrukte stroombaan” as “gedrukte stroombaan” te noem nie, want daar is geen “gedrukte komponente” nie, maar slegs bedrading op die gedrukte stroombaan.

Hoe om PCB elektromagnetiese inligting te verkry en toe te pas

Die Emscan-elektromagnetiese versoenbaarheidskanderingstelsel gebruik ‘n gepatenteerde skikking-antenna-tegnologie en elektroniese skakeltegnologie, wat die stroom van die PCB teen ‘n hoë spoed kan meet. Die sleutel tot Emscan is die gebruik van ‘n gepatenteerde skikkingsantenna om die naby-veldstraling van die werkende PCB wat op die skandeerder geplaas is, te meet. Hierdie antenna-skikking bestaan ​​uit 40 x 32 (1280) klein H-veld probes, wat in ‘n 8-laag stroombaanbord ingebed is, en ‘n beskermende laag word by die stroombaanbord gevoeg om die PCB onder toets te plaas. Die resultate van spektrumskandering kan ons ‘n rowwe begrip gee van die spektrum wat deur die EUT gegenereer word: hoeveel frekwensiekomponente daar is, en die benaderde grootte van elke frekwensiekomponent.

Volledige bandskandering

Die ontwerp van die PCB-bord is gebaseer op die stroombaanskematiese diagram om die funksies wat deur die stroombaanontwerper vereis word, te realiseer. Die ontwerp van die gedrukte stroombaan verwys hoofsaaklik na die uitlegontwerp, wat verskeie faktore moet oorweeg, soos die uitleg van eksterne verbindings, die geoptimaliseerde uitleg van interne elektroniese komponente, die geoptimaliseerde uitleg van metaalverbindings en deurgate, elektromagnetiese beskerming, en hitte afskeiding. Uitstekende uitlegontwerp kan produksiekoste bespaar en goeie stroombaanprestasie en hitteafvoerprestasie behaal. Eenvoudige uitlegontwerp kan met die hand gerealiseer word, terwyl komplekse uitlegontwerp met behulp van rekenaargesteunde ontwerp gerealiseer moet word.

Wanneer die spektrum/ruimtelike skandering funksie uitgevoer word, plaas die werkende PCB op die skandeerder. Die PCB word deur die rooster van die skandeerder in 7.6mm×7.6mm-roosters verdeel (elke rooster bevat ‘n H-veldsonde), en word uitgevoer Nadat die volle frekwensieband van elke sonde geskandeer is (die frekwensiereeks kan van 10kHz-3GHz wees) , Emscan gee ten slotte twee prente, naamlik die gesintetiseerde spektrogram (Figuur 1) en die gesintetiseerde ruimtekaart (Figuur 2).

Hoe om PCB elektromagnetiese inligting te verkry en toe te pas

Spektrum/ruimtelike skandering verkry al die spektrumdata van elke sonde in die hele skanderingsarea. Nadat u ‘n spektrum/ruimtelike skandering uitgevoer het, kan u die elektromagnetiese stralingsinligting van alle frekwensies by alle ruimtelike liggings kry. Jy kan die spektrum/ruimtelike skanderingsdata in Figuur 1 en Figuur 2 voorstel as ‘n klomp ruimtelike skanderingsdata of ‘n klomp spektrum Skandeer die data. jy kan:

1. Bekyk die ruimtelike verspreidingskaart van die gespesifiseerde frekwensiepunt (een of meer frekwensies) net soos om die ruimtelike skanderingsresultaat te bekyk, soos in Figuur 3 getoon.

2. Bekyk die spektrogram van die gespesifiseerde fisiese liggingspunt (een of meer roosters) net soos om die spektrumskanderingsresultaat te bekyk.

Die verskillende ruimtelike verspreidingsdiagramme in Fig. 3 is die ruimtelike buikdiagramme van die frekwensiepunte gesien deur aangewese frekwensiepunte. Dit word verkry deur die frekwensiepunt met × in die boonste spektrogram in die figuur te spesifiseer. Jy kan ‘n frekwensiepunt spesifiseer om die ruimtelike verspreiding van elke frekwensiepunt te sien, of jy kan veelvuldige frekwensiepunte spesifiseer, byvoorbeeld, spesifiseer al die harmoniese punte van 83M om die totale spektrogram te sien.

In die spektrogram in Figuur 4 is die grys deel die totale spektrogram, en die blou deel is die spektrogram op die gespesifiseerde posisie. Deur die fisiese ligging op die PCB met × te spesifiseer, die spektrogram (blou) en die totale spektrogram (grys) wat op daardie posisie gegenereer word te vergelyk, word die ligging van die steuringsbron gevind. Dit kan gesien word uit Figuur 4 dat hierdie metode vinnig die ligging van die steuringsbron vir beide breëbandinterferensie en smalbandinterferensie kan vind.

Vind die bron van elektromagnetiese interferensie vinnig op

Hoe om PCB elektromagnetiese inligting te verkry en toe te pas

‘n Spektrumontleder is ‘n instrument om die spektrumstruktuur van elektriese seine te bestudeer. Dit word gebruik om seinvervorming, modulasie, spektrale suiwerheid, frekwensiestabiliteit en intermodulasievervorming te meet. Dit kan gebruik word om sekere stroombaanstelsels soos versterkers en filters te meet. Parameter is ‘n veeldoelige elektroniese meetinstrument. Dit kan ook frekwensiedomein-ossilloskoop, volgossilloskoop, analise-ossilloskoop, harmoniese ontleder, frekwensie-kenmerk-ontleder of Fourier-ontleder genoem word. Moderne spektrumontleders kan ontledingsresultate op analoog of digitale maniere vertoon, en kan elektriese seine in alle radiofrekwensiebande van baie lae frekwensie tot sub-millimeter golfbande onder 1 Hz analiseer.

Die gebruik van ‘n spektrumontleder en ‘n enkele naby-veldsonde kan ook “interferensiebronne” opspoor. Hier gebruik ons ​​die metode van “blus vuur” as metafoor. Die ver-veld-toets (EMC-standaardtoets) kan vergelyk word met “brandopsporing”. As ‘n frekwensiepunt die limietwaarde oorskry, word dit beskou as “‘n brand is gevind.” Die tradisionele “spektrum ontleder + enkel sonde” oplossing word oor die algemeen deur EMI ingenieurs gebruik om op te spoor “uit watter deel van die onderstel die vlam kom uit”. Nadat die vlam opgespoor is, is die algemene EMI-onderdrukkingsmetode om afskerming en filtering te gebruik. “Vlam” is bedek binne-in die produk. Emscan stel ons in staat om die bron van die steuringsbron – “vuur” op te spoor, maar ook om die “vuur” te sien, dit wil sê die manier waarop die steuringsbron versprei.

Dit kan duidelik gesien word dat die gebruik van “volledige elektromagnetiese inligting”, dit baie gerieflik is om elektromagnetiese steuringsbronne op te spoor, nie net die probleem van smalband-elektromagnetiese steurings kan oplos nie, maar ook effektief vir breëband-elektromagnetiese steurings.

Die algemene metode is soos volg:

Hoe om PCB elektromagnetiese inligting te verkry en toe te pas

(1) Gaan die ruimtelike verspreiding van die fundamentele golf na, en vind die fisiese posisie met die grootste amplitude op die ruimtelike verspreidingskaart van die fundamentele golf. Vir breëbandinterferensie, spesifiseer ‘n frekwensie in die middel van die breëbandinterferensie (byvoorbeeld ‘n 60MHz-80MHz breëbandinterferensie, ons kan 70MHz spesifiseer), kontroleer die ruimtelike verspreiding van die frekwensiepunt en vind die fisiese ligging met die grootste amplitude.

(2) Spesifiseer die ligging en kyk na die spektrogram van die ligging. Kontroleer of die amplitude van elke harmoniese punt by hierdie posisie met die totale spektrogram saamval. As hulle oorvleuel, beteken dit dat die aangewese plek die sterkste plek is wat hierdie steurings veroorsaak. Vir breëbandinterferensie, kyk of die ligging die maksimum ligging van die hele breëbandinterferensie is.

(3) In baie gevalle word nie alle harmonieke op een plek gegenereer nie. Soms word selfs harmonieke en onewe harmonieke op verskillende plekke gegenereer, of elke harmoniese komponent kan op verskillende plekke gegenereer word. In hierdie geval kan jy die ligging met die sterkste straling vind deur te kyk na die ruimtelike verspreiding van die frekwensiepunte waarvoor jy omgee.

(4) Om maatreëls te tref in die plekke met die sterkste bestraling is ongetwyfeld die mees doeltreffende oplossing vir EMI/EMC-probleme.

Hierdie soort EMI-ondersoekmetode wat werklik die “bron” en voortplantingspad kan naspeur, stel ingenieurs in staat om EMI-probleme teen die laagste koste en vinnigste spoed uit te skakel. In ‘n werklike meting geval van ‘n kommunikasie toestel, uitgestraal steuring uitgestraal vanaf die telefoon lyn kabel. Nadat EMSCAN gebruik is om die bogenoemde opsporing en skandering uit te voer, is daar uiteindelik nog ‘n paar filterkapasitors op die verwerkerbord geïnstalleer, wat die EMI-probleem opgelos het wat die ingenieur nie kon oplos nie.

Vind die stroombaanfoutplek vinnig op

Hoe om PCB elektromagnetiese inligting te verkry en toe te pas

Met die toename in PCB-kompleksiteit neem die moeilikheid en werklading van ontfouting ook toe. Met ‘n ossilloskoop of logiese ontleder kan slegs een of ‘n beperkte aantal seinlyne gelyktydig waargeneem word. Daar kan egter duisende seinlyne op die PCB wees. Ingenieurs kan die probleem slegs deur ondervinding of geluk vind. Die probleem.

As ons die “volledige elektromagnetiese inligting” van die normale bord en die foutiewe bord het, kan ons die data van die twee vergelyk om die abnormale frekwensiespektrum te vind, en dan die “interferensiebronliggingstegnologie” gebruik om die ligging van die abnormale frekwensiespektrum. Vind die ligging en oorsaak van die mislukking.

Figuur 5 toon die frekwensiespektrum van die normale bord en die foutiewe bord. Deur vergelyking is dit maklik om te vind dat daar ‘n abnormale breëbandinterferensie op die foutiewe bord is.

Vind dan die plek waar hierdie “abnormale frekwensiespektrum” gegenereer word op die ruimtelike verspreidingskaart van die foutiewe bord, soos getoon in Figuur 6. Op hierdie manier is die foutplek op ‘n rooster (7.6mm×7.6mm) geleë, en die probleem kan baie ernstig wees. Die diagnose sal binnekort gemaak word.

Hoe om PCB elektromagnetiese inligting te verkry en toe te pas

Toepassingsgevalle vir die evaluering van PCB-ontwerpkwaliteit

‘n Goeie PCB moet sorgvuldig deur ‘n ingenieur ontwerp word. Die kwessies wat oorweeg moet word, sluit in:

(1) Redelike kaskade ontwerp

Veral die rangskikking van die grondvlak en die kragvlak, en die ontwerp van die laag waar die sensitiewe seinlyne en seinlyne geleë is wat baie straling genereer. Daar is ook die verdeling van die grondvlak en die kragvlak, en die roetering van seinlyne oor die verdeelde gebied.

(2) Hou die seinlynimpedansie so kontinu moontlik

So min as moontlik vias; so min as moontlik reghoekige spore; en so klein as moontlik stroomterugvoerarea kan dit minder harmoniese en laer stralingsintensiteit produseer.

(3) Goeie kragfilter

Redelike filterkapasitortipe, kapasitansiewaarde, hoeveelheid en plasingsposisie, sowel as ‘n redelike gelaagde rangskikking van grondvlak en kragvlak, kan verseker dat elektromagnetiese interferensie in die kleinste moontlike area beheer word.

(4) Probeer om die integriteit van die grondvlak te verseker

Hoe om PCB elektromagnetiese inligting te verkry en toe te pas

So min as moontlik vias; redelik deur veiligheidsspasiëring; redelike toesteluitleg; redelike via reëling om die integriteit van die grondvlak tot die grootste mate te verseker. Inteendeel, digte vias en te groot via veiligheidsspasiëring, of onredelike toesteluitleg, sal die integriteit van die grondvlak en kragvlak ernstig beïnvloed, wat lei tot ‘n groot hoeveelheid induktiewe oorspraak, gewone modus straling, en sal die stroombaan veroorsaak. sensitief vir eksterne inmenging.

(5) Vind ‘n kompromie tussen seinintegriteit en elektromagnetiese versoenbaarheid

Op die uitgangspunt om die normale funksie van die toerusting te verseker, verhoog die stygende en dalende randtyd van die sein soveel as moontlik om die amplitude en die aantal harmonieke van elektromagnetiese straling wat deur die sein gegenereer word, te verminder. Jy moet byvoorbeeld ‘n geskikte dempweerstand, ‘n geskikte filtermetode, ensovoorts, kies.

In die verlede kan die gebruik van die volledige elektromagnetiese veldinligting wat deur die PCB gegenereer word, die kwaliteit van die PCB-ontwerp wetenskaplik evalueer. Deur die volledige elektromagnetiese inligting van die PCB te gebruik, kan die ontwerpkwaliteit van die PCB uit die volgende vier aspekte geëvalueer word: 1. Die aantal frekwensiepunte: die aantal harmoniese. 2. Verbygaande interferensie: onstabiele elektromagnetiese interferensie. 3. Stralingsintensiteit: die grootte van elektromagnetiese interferensie by elke frekwensiepunt. 4. Verspreidingsgebied: die grootte van die verspreidingsgebied van elektromagnetiese interferensie by elke frekwensiepunt op die PCB.

In die volgende voorbeeld is die A-bord ‘n verbetering van die B-bord. Die skematiese diagramme van die twee borde en die uitleg van die hoofkomponente is presies dieselfde. Die resultate van die spektrum/ruimtelike skandering van die twee borde word in Figuur 7 getoon:

Uit die spektrogram in Figuur 7 kan gesien word dat die kwaliteit van die A-bord natuurlik beter is as dié van die B-bord, want:

1. Die aantal frekwensiepunte van die A-bord is natuurlik minder as dié van die B-bord;

2. Die amplitude van die meeste frekwensiepunte van die A-bord is kleiner as dié van die B-bord;

3. Die verbygaande interferensie (frekwensiepunte wat nie gemerk is nie) van die A-bord is minder as dié van die B-bord.

Hoe om PCB elektromagnetiese inligting te verkry en toe te pas

Uit die ruimtediagram kan gesien word dat die totale elektromagnetiese interferensieverspreidingsarea van die A-plaat baie kleiner is as dié van die B-plaat. Kom ons kyk na die elektromagnetiese interferensieverspreiding by ‘n sekere frekwensiepunt. Te oordeel aan die elektromagnetiese interferensieverspreiding by die 462MHz frekwensiepunt wat in Figuur 8 getoon word, is die amplitude van die A-plaat klein en die area is klein. Die B-bord het ‘n groot reeks en ‘n besonder wye verspreidingsgebied.

Opsomming van hierdie artikel

Die volledige elektromagnetiese inligting van die PCB stel ons in staat om ‘n baie intuïtiewe begrip van die algehele PCB te hê, wat nie net ingenieurs help om EMI/EMC-probleme op te los nie, maar ook ingenieurs help om die PCB te ontfout en voortdurend die ontwerpkwaliteit van die PCB te verbeter. Net so is daar baie toepassings van EMSCAN, soos om ingenieurs te help om elektromagnetiese vatbaarheidskwessies op te los, ensovoorts.