الأدوات التقليدية لتصحيح الأخطاء PCB تشمل: راسم تذبذب المجال الزمني ، راسم الذبذبات TDR (قياس انعكاس المجال الزمني) ، محلل منطقي ، محلل طيف مجال التردد ومعدات أخرى ، لكن هذه الطرق لا يمكن أن تعطي انعكاسًا للمعلومات الإجمالية للوحة PCB. البيانات. تسمى لوحة PCB أيضًا لوحة الدوائر المطبوعة ، لوحة الدوائر المطبوعة ، لوحة الدوائر المطبوعة للقصر ، PCB (لوحة الدوائر المطبوعة) أو PWB (لوحة الأسلاك المطبوعة) باختصار ، باستخدام لوحة عازلة كمادة أساسية ، مقطعة إلى حجم معين ، و يتم إرفاقه على الأقل بنمط موصل به ثقوب (مثل فتحات المكونات ، وثقوب التثبيت ، والثقوب المعدنية ، وما إلى ذلك) لاستبدال هيكل المكونات الإلكترونية للجهاز السابق وتحقيق الترابط بين المكونات الإلكترونية. نظرًا لأن هذه اللوحة مصنوعة باستخدام الطباعة الإلكترونية ، فإنها تسمى لوحة الدوائر “المطبوعة”. ليس من الدقة تسمية “لوحة الدوائر المطبوعة” على أنها “دائرة مطبوعة” لأنه لا توجد “مكونات مطبوعة” ولكن توجد فقط أسلاك على لوحة الدوائر المطبوعة.

كيفية الحصول على المعلومات الكهرومغناطيسية PCB وتطبيقها

يستخدم نظام مسح التوافق الكهرومغناطيسي Emscan تقنية مصفوفة حاصلة على براءة اختراع وتقنية التبديل الإلكترونية ، والتي يمكنها قياس تيار ثنائي الفينيل متعدد الكلور بسرعة عالية. مفتاح Emscan هو استخدام هوائي صفيف حاصل على براءة اختراع لقياس إشعاع المجال القريب لثنائي الفينيل متعدد الكلور العامل الموضوعة على الماسح الضوئي. تتكون مجموعة الهوائي هذه من 40 × 32 (1280) مجسات صغيرة للمجال H ، والتي يتم تضمينها في لوحة دائرة مكونة من 8 طبقات ، ويتم إضافة طبقة واقية إلى لوحة الدائرة لوضع PCB تحت الاختبار. يمكن أن تعطينا نتائج مسح الطيف فهمًا تقريبيًا للطيف الذي يولده EUT: عدد مكونات التردد الموجودة ، والحجم التقريبي لكل مكون تردد.

مسح كامل النطاق

يعتمد تصميم لوحة PCB على الرسم التخطيطي للدائرة لتحقيق الوظائف المطلوبة من قبل مصمم الدائرة. يشير تصميم لوحة الدوائر المطبوعة بشكل أساسي إلى تصميم التخطيط ، والذي يحتاج إلى مراعاة عوامل مختلفة مثل تخطيط التوصيلات الخارجية ، والتخطيط الأمثل للمكونات الإلكترونية الداخلية ، والتخطيط الأمثل للتوصيلات المعدنية ومن خلال الثقوب ، والحماية الكهرومغناطيسية ، و التشتت الحراري. تصميم تخطيط ممتاز يمكن أن يوفر تكلفة الإنتاج ويحقق أداء دائري جيد وأداء تبديد الحرارة. يمكن تحقيق تصميم التخطيط البسيط يدويًا ، بينما يحتاج تصميم التخطيط المعقد إلى تحقيقه بمساعدة التصميم بمساعدة الكمبيوتر.

عند إجراء وظيفة المسح الطيفي / المكاني ، ضع PCB العامل على الماسح الضوئي. ينقسم PCB إلى شبكات 7.6mm × 7.6mm بواسطة شبكة الماسح الضوئي (تحتوي كل شبكة على مسبار H-field) ، ويتم تنفيذه بعد مسح نطاق التردد الكامل لكل مسبار (يمكن أن يكون نطاق التردد من 10 كيلو هرتز إلى 3 جرام هرتز) ، يعطي Emscan أخيرًا صورتين ، وهما المخطط الطيفي المركب (الشكل 1) وخريطة الفضاء المركبة (الشكل 2).

كيفية الحصول على المعلومات الكهرومغناطيسية PCB وتطبيقها

يحصل المسح الطيفي / المكاني على جميع بيانات الطيف لكل مسبار في منطقة المسح بأكملها. بعد إجراء مسح الطيف / المكاني ، يمكنك الحصول على معلومات الإشعاع الكهرومغناطيسي لجميع الترددات في جميع المواقع المكانية. يمكنك تخيل بيانات المسح الطيفي / المكاني في الشكل 1 والشكل 2 كمجموعة من بيانات المسح المكاني أو مجموعة من الطيف مسح البيانات. تستطيع:

1. اعرض خريطة التوزيع المكاني لنقطة التردد المحددة (تردد واحد أو أكثر) تمامًا مثل عرض نتيجة المسح المكاني ، كما هو موضح في الشكل 3.

2. اعرض المخطط الطيفي لنقطة الموقع المادي المحددة (شبكة واحدة أو أكثر) تمامًا مثل عرض نتيجة مسح الطيف.

مخططات التوزيع المكاني المختلفة في الشكل 3 هي مخططات البطن المكانية لنقاط التردد التي يتم عرضها من خلال نقاط التردد المحددة. يتم الحصول عليها عن طريق تحديد نقطة التردد مع × في المخطط الطيفي العلوي في الشكل. يمكنك تحديد نقطة تردد لعرض التوزيع المكاني لكل نقطة تردد ، أو يمكنك تحديد نقاط تردد متعددة ، على سبيل المثال ، تحديد جميع النقاط التوافقية لـ 83M لعرض المخطط الطيفي الكلي.

في المخطط الطيفي في الشكل 4 ، الجزء الرمادي هو المخطط الطيفي الكلي ، والجزء الأزرق هو مخطط الطيف في الموضع المحدد. من خلال تحديد الموقع المادي على لوحة الدوائر المطبوعة بـ × ، ومقارنة المخطط الطيفي (الأزرق) والمخطط الطيفي الكلي (الرمادي) المتولد في هذا الموضع ، يتم العثور على موقع مصدر التداخل. يتضح من الشكل 4 أن هذه الطريقة يمكنها العثور بسرعة على موقع مصدر التداخل لكل من تداخل النطاق العريض والتداخل ضيق النطاق.

حدد بسرعة مصدر التداخل الكهرومغناطيسي

كيفية الحصول على المعلومات الكهرومغناطيسية PCB وتطبيقها

A spectrum analyzer is an instrument for studying the spectrum structure of electrical signals. It is used to measure signal distortion, modulation, spectral purity, frequency stability, and intermodulation distortion. It can be used to measure certain circuit systems such as amplifiers and filters. Parameter is a multi-purpose electronic measuring instrument. It can also be called frequency domain oscilloscope, tracking oscilloscope, analysis oscilloscope, harmonic analyzer, frequency characteristic analyzer or Fourier analyzer. Modern spectrum analyzers can display analysis results in analog or digital ways, and can analyze electrical signals in all radio frequency bands from very low frequency to sub-millimeter wave bands below 1 Hz.

وباستخدام محلل الطيف ومسبار واحد للمجال القريب ، يمكن أيضًا تحديد “مصادر التداخل”. هنا نستخدم طريقة “إطفاء الحريق” كاستعارة. يمكن مقارنة اختبار المجال البعيد (الاختبار القياسي EMC) بـ “اكتشاف الحريق”. إذا تجاوزت نقطة التردد القيمة الحدية ، فإنها تعتبر “تم العثور على حريق”. يستخدم مهندسو EMI بشكل عام الحل التقليدي “محلل الطيف + المجس الفردي” لاكتشاف “أي جزء من الهيكل يخرج منه اللهب”. بعد اكتشاف اللهب ، تتمثل طريقة إخماد التداخل الكهرومغناطيسي العامة في استخدام التدريع والتصفية. “اللهب” مغطى داخل المنتج. يسمح لنا Emscan باكتشاف مصدر مصدر التداخل – “النار” ، ولكن أيضًا لمعرفة “الحريق” ، أي الطريقة التي ينتشر بها مصدر التداخل.

يمكن أن نرى بوضوح أنه باستخدام “المعلومات الكهرومغناطيسية الكاملة” ، من الملائم جدًا تحديد مصادر التداخل الكهرومغناطيسي ، ليس فقط يمكنه حل مشكلة التداخل الكهرومغناطيسي ضيق النطاق ، ولكنه فعال أيضًا للتداخل الكهرومغناطيسي عريض النطاق.

الطريقة العامة هي كما يلي:

كيفية الحصول على المعلومات الكهرومغناطيسية PCB وتطبيقها

(1) تحقق من التوزيع المكاني للموجة الأساسية ، وابحث عن الموضع المادي بأكبر سعة على خريطة التوزيع المكاني للموجة الأساسية. بالنسبة لتداخل النطاق العريض ، حدد ترددًا في منتصف تداخل النطاق العريض (على سبيل المثال ، تداخل النطاق العريض 60 ميجاهرتز – 80 ميجاهرتز ، يمكننا تحديد 70 ميجاهرتز) ، والتحقق من التوزيع المكاني لنقطة التردد ، والعثور على الموقع المادي بأكبر سعة.

(2) Specify the location and look at the spectrogram of the location. Check whether the amplitude of each harmonic point at this position coincides with the total spectrogram. If they overlap, it means that the designated location is the strongest place that produces these interferences. For broadband interference, check whether the location is the maximum location of the entire broadband interference.

(3) In many cases, not all harmonics are generated at one location. Sometimes even harmonics and odd harmonics are generated at different locations, or each harmonic component may be generated at different locations. In this case, you can find the location with the strongest radiation by looking at the spatial distribution of the frequency points you care about.

(4) إن اتخاذ التدابير في الأماكن ذات الإشعاع الأقوى هو بلا شك الحل الأكثر فعالية لمشاكل التداخل الكهرومغناطيسي / التوافق الكهرومغناطيسي.

هذا النوع من طرق التحقيق في EMI التي يمكنها حقًا تتبع “المصدر” ومسار الانتشار تسمح للمهندسين بالتخلص من مشاكل EMI بأقل تكلفة وأسرع سرعة. في حالة قياس فعلية لجهاز اتصال ، يشع التداخل المشع من كبل خط الهاتف. بعد استخدام EMSCAN لتنفيذ عمليات التتبع والمسح المذكورة أعلاه ، تم أخيرًا تثبيت عدد قليل من مكثفات المرشح على لوحة المعالج ، مما أدى إلى حل مشكلة EMI التي لم يستطع المهندس حلها.

Quickly locate the circuit fault location

كيفية الحصول على المعلومات الكهرومغناطيسية PCB وتطبيقها

مع زيادة تعقيد ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، تزداد أيضًا صعوبة وعبء العمل في تصحيح الأخطاء. باستخدام راسم الذبذبات أو محلل المنطق ، يمكن ملاحظة واحد فقط أو عدد محدود من خطوط الإشارة في نفس الوقت. ومع ذلك ، قد يكون هناك الآلاف من خطوط الإشارة على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. لا يمكن للمهندسين العثور على المشكلة إلا بالخبرة أو الحظ. المشكلة.

إذا كانت لدينا “المعلومات الكهرومغناطيسية الكاملة” للوحة العادية واللوحة المعيبة ، فيمكننا مقارنة بيانات الاثنين للعثور على طيف التردد غير الطبيعي ، ثم استخدام “تقنية موقع مصدر التداخل” لمعرفة موقع طيف تردد غير طبيعي. ابحث عن موقع وسبب الفشل.

يوضح الشكل 5 طيف التردد للوحة العادية واللوحة المعيبة. من خلال المقارنة ، من السهل العثور على تداخل غير طبيعي للنطاق العريض على اللوحة المعيبة.

ثم ابحث عن الموقع الذي يتم فيه إنشاء “طيف التردد غير الطبيعي” على خريطة التوزيع المكاني للوحة المعيبة ، كما هو موضح في الشكل 6. بهذه الطريقة ، يقع موقع الخطأ على شبكة (7.6 مم × 7.6 مم) ، و يمكن أن تكون المشكلة خطيرة للغاية. سيتم إجراء التشخيص قريبًا.

كيفية الحصول على المعلومات الكهرومغناطيسية PCB وتطبيقها

حالات التطبيق لتقييم جودة تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

A good PCB needs to be carefully designed by an engineer. The issues that need to be considered include:

(1) تصميم متتالي معقول

خاصة ترتيب المستوى الأرضي ومستوى الطاقة ، وتصميم الطبقة حيث توجد خطوط الإشارة الحساسة وخطوط الإشارة التي تولد الكثير من الإشعاع. هناك أيضًا تقسيم مستوى الأرض ومستوى الطاقة وتوجيه خطوط الإشارة عبر المنطقة المقسمة.

(2) حافظ على مقاومة خط الإشارة مستمرة قدر الإمكان

أقل عدد ممكن من المنافذ ؛ أقل عدد ممكن من آثار الزاوية اليمنى ؛ وأصغر مساحة ممكنة لعودة التيار ، يمكن أن تنتج توافقيات أقل وشدة إشعاع أقل.

(3) مرشح قوة جيد

يمكن أن يضمن نوع مكثف المرشح المعقول ، وقيمة السعة ، والكمية ، وموضع الموضع ، بالإضافة إلى ترتيب الطبقات المعقول لمستوى الأرض ومستوى الطاقة ، التحكم في التداخل الكهرومغناطيسي في أصغر منطقة ممكنة.

(4) حاول التأكد من سلامة المستوى الأرضي

كيفية الحصول على المعلومات الكهرومغناطيسية PCB وتطبيقها

أقل عدد ممكن من المنافذ ؛ معقول عبر تباعد الأمان ؛ تخطيط جهاز معقول ؛ معقول عن طريق الترتيب لضمان سلامة المستوى الأرضي إلى أقصى حد. على العكس من ذلك ، فإن الفتحات الكثيفة والكبيرة جدًا من خلال تباعد الأمان ، أو تخطيط الجهاز غير المعقول ، ستؤثر بشكل خطير على سلامة المستوى الأرضي ومستوى الطاقة ، مما يؤدي إلى قدر كبير من الحديث المتبادل الاستقرائي ، وإشعاع الوضع الشائع ، وسوف يتسبب في الدائرة. حساسة للتدخل الخارجي.

(5) إيجاد حل وسط بين سلامة الإشارة والتوافق الكهرومغناطيسي

على أساس ضمان الوظيفة الطبيعية للمعدات ، قم بزيادة وقت حافة الإشارة الصاعد والهبوط قدر الإمكان لتقليل السعة وعدد التوافقيات للإشعاع الكهرومغناطيسي المتولد عن الإشارة. على سبيل المثال ، تحتاج إلى تحديد مقاوم تخميد مناسب وطريقة ترشيح مناسبة وما إلى ذلك.

في الماضي ، يمكن أن يؤدي استخدام معلومات المجال الكهرومغناطيسي الكاملة الناتجة عن ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى تقييم علمي لجودة تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور. باستخدام المعلومات الكهرومغناطيسية الكاملة لثنائي الفينيل متعدد الكلور ، يمكن تقييم جودة تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور من الجوانب الأربعة التالية: 1. عدد نقاط التردد: عدد التوافقيات. 2. التداخل العابر: التداخل الكهرومغناطيسي غير المستقر. 3. كثافة الإشعاع: مقدار التداخل الكهرومغناطيسي عند كل نقطة تردد. 4. منطقة التوزيع: حجم منطقة توزيع التداخل الكهرومغناطيسي عند كل نقطة تردد على لوحة الدوائر المطبوعة.

في المثال التالي ، اللوحة A هي تحسين للوحة B. المخططات التخطيطية للوحين وتخطيط المكونات الرئيسية متطابقة تمامًا. تظهر نتائج المسح الطيفي / المكاني للوحين في الشكل 7:

من المخطط الطيفي في الشكل 7 ، يمكن ملاحظة أن جودة اللوحة A أفضل بشكل واضح من جودة اللوحة B ، للأسباب التالية:

1. من الواضح أن عدد نقاط التردد للوحة A أقل من عدد نقاط اللوح B ؛

2. اتساع معظم نقاط التردد للوحة A أصغر من اتساع اللوحة B ؛

3. التداخل العابر (نقاط التردد التي لم يتم تمييزها) للوحة A أقل من تداخل اللوحة B.

كيفية الحصول على المعلومات الكهرومغناطيسية PCB وتطبيقها

يمكن أن نرى من الرسم البياني للفضاء أن إجمالي منطقة توزيع التداخل الكهرومغناطيسي للوحة A أصغر بكثير من مساحة اللوحة B. دعونا نلقي نظرة على توزيع التداخل الكهرومغناطيسي عند نقطة تردد معينة. انطلاقًا من توزيع التداخل الكهرومغناطيسي عند نقطة التردد 462 ميجا هرتز الموضحة في الشكل 8 ، فإن سعة اللوحة A صغيرة والمساحة صغيرة. تحتوي اللوحة B على نطاق واسع ومنطقة توزيع واسعة بشكل خاص.

ملخص هذا المقال

تتيح لنا المعلومات الكهرومغناطيسية الكاملة لثنائي الفينيل متعدد الكلور الحصول على فهم بديهي للغاية لثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل عام ، والذي لا يساعد المهندسين فقط على حل مشاكل EMI / EMC ، بل يساعد المهندسين أيضًا على تصحيح أخطاء PCB وتحسين جودة تصميم PCB باستمرار. وبالمثل ، هناك العديد من تطبيقات EMSCAN ، مثل مساعدة المهندسين في حل مشكلات الحساسية الكهرومغناطيسية وما إلى ذلك.