Традиционните инструменти за отстраняване на грешки PCB включват: осцилоскоп във времева област, осцилоскоп TDR (рефлектометрия във времева област), логически анализатор и спектрален анализатор в честотната област и друго оборудване, но тези методи не могат да дадат отражение на цялостната информация на платката на печатната платка. данни. Платката за печатни платки се нарича още печатна платка, печатна платка, печатна платка за кратко, PCB (печатна платка) или PWB (печатна платка за окабеляване) за кратко, използвайки изолационна платка като основен материал, нарязана на определен размер и поне прикрепен Проводим модел с дупки (като отвори за компоненти, отвори за закрепване, метализирани отвори и т.н.) се използва за замяна на шасито на електронните компоненти на предишното устройство и осъществяване на взаимовръзката между електронните компоненти. Тъй като тази платка е направена с помощта на електронен печат, тя се нарича “печатна” платка. Не е точно да се нарича „печатна платка“ като „печатна схема“, защото няма „печатни компоненти“, а само окабеляване на печатната платка.

Как да получите и приложите електромагнитна информация за печатни платки

Системата за сканиране за електромагнитна съвместимост Emscan използва патентована технология за антенна решетка и технология за електронно превключване, която може да измерва тока на печатната платка с висока скорост. Ключът към Emscan е използването на патентована антенна решетка за измерване на излъчването в близкото поле на работещата печатна платка, поставена върху скенера. Тази антенна решетка се състои от 40 x 32 (1280) малки сонди за H-поле, които са вградени в 8-слойна платка и към платката е добавен защитен слой, за да постави печатната платка под тест. Резултатите от сканирането на спектъра могат да ни дадат грубо разбиране на спектъра, генериран от EUT: колко честотни компоненти има и приблизителната величина на всеки честотен компонент.

Пълно сканиране на лентата

Дизайнът на печатната платка се основава на схематична схема за реализиране на функциите, изисквани от дизайнера на веригата. Дизайнът на печатната платка се отнася главно до дизайна на оформлението, който трябва да вземе предвид различни фактори като оформлението на външните връзки, оптимизираното разположение на вътрешните електронни компоненти, оптимизираното разположение на металните връзки и отворите, електромагнитната защита и разсейване на топлината. Отличният дизайн на оформлението може да спести производствени разходи и да постигне добра производителност на веригата и ефективност на разсейване на топлината. Простото оформление може да се реализира на ръка, докато сложното оформление трябва да се реализира с помощта на компютърно подпомогнато проектиране.

Когато изпълнявате функцията за спектър/пространствено сканиране, поставете работещата печатна платка върху скенера. Печатната платка е разделена на 7.6 мм × 7.6 мм решетки от решетката на скенера (всяка решетка съдържа сонда с H-поле) и се изпълнява след сканиране на пълната честотна лента на всяка сонда (честотният диапазон може да бъде от 10 kHz-3GHz) , Emscan накрая дава две снимки, а именно синтезираната спектрограма (Фигура 1) и синтезираната космическа карта (Фигура 2).

Как да получите и приложите електромагнитна информация за печатни платки

Спектърно/пространственото сканиране получава всички спектрални данни на всяка сонда в цялата област на сканиране. След извършване на спектър/пространствено сканиране, можете да получите информацията за електромагнитното излъчване на всички честоти във всички пространствени места. Можете да си представите данните за спектър/пространствено сканиране на Фигура 1 и Фигура 2 като куп данни за пространствено сканиране или куп спектър Сканиране на данните. можеш:

1. Прегледайте картата на пространственото разпределение на определената честотна точка (една или повече честоти) точно като преглед на резултата от пространственото сканиране, както е показано на Фигура 3.

2. Прегледайте спектрограмата на определената точка на физическо местоположение (една или повече мрежи) точно като преглед на резултата от сканиране на спектъра.

Различните диаграми на пространствено разпределение на фиг. 3 са диаграмите на пространствения корем на честотните точки, гледани през определени честотни точки. Получава се чрез определяне на честотната точка с × в най-горната спектрограма на фигурата. Можете да посочите честотна точка, за да видите пространственото разпределение на всяка честотна точка, или можете да зададете множество честотни точки, например да посочите всички хармонични точки на 83M, за да видите общата спектрограма.

В спектрограмата на фигура 4, сивата част е общата спектрограма, а синята част е спектрограмата в определената позиция. Чрез определяне на физическото местоположение на печатната платка с ×, сравняване на спектрограмата (синьо) и общата спектрограма (сиво), генерирана в тази позиция, се намира местоположението на източника на смущения. От фигура 4 може да се види, че този метод може бързо да намери местоположението на източника на смущения както за широколентови смущения, така и за теснолентови смущения.

Намерете бързо източника на електромагнитни смущения

Как да получите и приложите електромагнитна информация за печатни платки

Спектърният анализатор е инструмент за изследване на спектралната структура на електрическите сигнали. Използва се за измерване на изкривяване на сигнала, модулация, спектрална чистота, честотна стабилност и интермодулационно изкривяване. Може да се използва за измерване на определени схеми, като усилватели и филтри. Параметърът е многофункционален електронен измервателен уред. Може също да се нарече осцилоскоп с честотна област, проследяващ осцилоскоп, осцилоскоп за анализ, хармоничен анализатор, анализатор на честотни характеристики или анализатор на Фурие. Съвременните спектрални анализатори могат да показват резултатите от анализа по аналогов или цифров начин и могат да анализират електрически сигнали във всички радиочестотни ленти от много ниски честоти до подмилиметрови вълнови ленти под 1 Hz.

Използването на спектрален анализатор и единична сонда за близко поле може също да локализира „източници на смущения“. Тук използваме метода на „гасенето на огъня” като метафора. Тестът в далечно поле (EMC стандартен тест) може да се сравни с „откриване на огън“. Ако честотна точка надвишава граничната стойност, това се счита за „открит е пожар“. Традиционното решение „спектрален анализатор + единична сонда“ обикновено се използва от инженерите на EMI за откриване „от коя част на шасито излиза пламъкът“. След като пламъкът бъде открит, общият метод за потискане на EMI е да се използва екраниране и филтриране. „Пламъкът“ е покрит вътре в продукта. Emscan ни позволява да открием източника на смущения – „огън“, но също така да видим „огъня“, тоест начина, по който източникът на смущения се разпространява.

Ясно се вижда, че с помощта на „пълна електромагнитна информация“ е много удобно да се локализират източниците на електромагнитни смущения, не само може да реши проблема с теснолентовите електромагнитни смущения, но също така е ефективно за широколентови електромагнитни смущения.

Общият метод е следният:

Как да получите и приложите електромагнитна информация за печатни платки

(1) Проверете пространственото разпределение на основната вълна и намерете физическото положение с най-голяма амплитуда на картата на пространственото разпределение на основната вълна. За широколентови смущения посочете честота в средата на широколентовите смущения (например 60MHz-80MHz широколентови смущения, можем да посочим 70MHz), проверете пространственото разпределение на честотната точка и намерете физическото местоположение с най-голяма амплитуда.

(2) Посочете местоположението и погледнете спектрограмата на местоположението. Проверете дали амплитудата на всяка хармонична точка в тази позиция съвпада с общата спектрограма. Ако те се припокриват, това означава, че определеното място е най-силното място, което произвежда тези смущения. За широколентови смущения проверете дали местоположението е максималното местоположение на цялата широколентова смущения.

(3) В много случаи не всички хармоници се генерират на едно място. Понякога четните и нечетните хармоници се генерират на различни места или всеки хармоничен компонент може да бъде генериран на различни места. В този случай можете да намерите местоположението с най-силно излъчване, като погледнете пространственото разпределение на честотните точки, които ви интересуват.

(4) Предприемането на мерки в местата с най-силна радиация несъмнено е най-ефективното решение на проблемите с EMI/EMC.

Този вид метод за изследване на EMI, който наистина може да проследи „източника“ и пътя на разпространение, позволява на инженерите да елиминират проблемите с EMI при най-ниска цена и най-бърза скорост. В действителен случай на измерване на комуникационно устройство, излъчвани смущения, излъчвани от кабела на телефонната линия. След използване на EMSCAN за извършване на гореспоменатото проследяване и сканиране, най-накрая на платката на процесора бяха инсталирани още няколко филтърни кондензатора, което реши проблема с EMI, който инженерът не можа да реши.

Намерете бързо мястото на повредата на веригата

Как да получите и приложите електромагнитна информация за печатни платки

С увеличаването на сложността на печатните платки, трудността и натоварването на отстраняването на грешки също се увеличават. С осцилоскоп или логически анализатор може да се наблюдава само една или ограничен брой сигнални линии едновременно. Въпреки това, може да има хиляди сигнални линии на печатната платка. Инженерите могат да открият проблема само чрез опит или късмет. Проблемът.

Ако разполагаме с „пълната електромагнитна информация“ на нормалната платка и на дефектната платка, можем да сравним данните от двете, за да намерим анормалния честотен спектър и след това да използваме „технологията за местоположение на източника на смущения“, за да разберем местоположението на анормален честотен спектър. Намерете местоположението и причината за повредата.

Фигура 5 показва честотния спектър на нормалната платка и на дефектната платка. Чрез сравнение е лесно да се установи, че има необичайни широколентови смущения на дефектната платка.

След това намерете мястото, където се генерира този „анормален честотен спектър“ на картата на пространственото разпределение на дефектната платка, както е показано на Фигура 6. По този начин мястото на повредата е разположено върху решетка (7.6 mm × 7.6 mm) и проблемът може да бъде много сериозен. Диагнозата ще бъде поставена скоро.

Как да получите и приложите електромагнитна информация за печатни платки

Случаи на приложение за оценка на качеството на дизайна на печатни платки

Една добра печатна платка трябва да бъде внимателно проектирана от инженер. Проблемите, които трябва да бъдат разгледани, включват:

(1) Разумна каскадна конструкция

Особено подреждането на заземяващата и захранващата равнина и дизайна на слоя, където са разположени чувствителните сигнални линии и сигнални линии, които генерират много радиация. Има също разделяне на заземената и захранващата равнина, както и насочването на сигнални линии през разделената зона.

(2) Поддържайте импеданса на сигналната линия възможно най-постоянен

Колкото е възможно по-малко входове; възможно най-малко правоъгълни следи; и възможно най-малка площ на връщане на тока, може да произведе по-малко хармоници и по-нисък интензитет на излъчване.

(3) Добър захранващ филтър

Разумният тип филтърен кондензатор, стойност на капацитета, количество и позиция на разположение, както и разумно многослойно подреждане на заземяващата и захранващата равнина могат да гарантират, че електромагнитните смущения се контролират в най-малката възможна област.

(4) Опитайте се да осигурите целостта на заземяващата равнина

Как да получите и приложите електромагнитна информация за печатни платки

Колкото е възможно по-малко входове; разумно чрез безопасно разстояние; разумно разположение на устройството; разумно чрез подреждане, за да се гарантира в най-голяма степен целостта на заземяващата плоскост. Напротив, плътните междинни връзки и твърде голямото разстояние между безопасното разстояние или неразумното разположение на устройството ще повлияят сериозно на целостта на заземената равнина и захранващата равнина, което води до голямо количество индуктивни напречни смущения, обикновен режим на излъчване и ще доведе до веригата Повече чувствителни към външни смущения.

(5) Намерете компромис между целостта на сигнала и електромагнитната съвместимост

Предпоставката за осигуряване на нормална функция на оборудването, увеличете времето на нарастващ и спад на сигнала, доколкото е възможно, за да намалите амплитудата и броя на хармониците на електромагнитното излъчване, генерирано от сигнала. Например, трябва да изберете подходящ амортизиращ резистор, подходящ метод за филтриране и т.н.

В миналото използването на пълната информация за електромагнитното поле, генерирана от печатната платка, може да оцени научно качеството на дизайна на печатната платка. Използвайки пълната електромагнитна информация на печатната платка, качеството на дизайна на печатната платка може да бъде оценено от следните четири аспекта: 1. Броят на честотните точки: броят на хармониците. 2. Преходни смущения: нестабилни електромагнитни смущения. 3. Интензитет на излъчване: величината на електромагнитните смущения във всяка честотна точка. 4. Зона на разпространение: размерът на зоната на разпространение на електромагнитни смущения във всяка честотна точка на печатната платка.

В следващия пример платката A е подобрение на дъската B. Схематичните диаграми на двете платки и разположението на основните компоненти са абсолютно еднакви. Резултатите от спектъра/пространственото сканиране на двете платки са показани на фигура 7:

От спектрограмата на фигура 7 може да се види, че качеството на платката А е очевидно по-добро от това на платката В, защото:

1. Броят на честотните точки на платката А е очевидно по-малък от този на платката В;

2. Амплитудата на повечето честотни точки на платката A е по-малка от тази на платката B;

3. Преходните смущения (честотни точки, които не са маркирани) на платката A е по-малка от тази на платката B.

Как да получите и приложите електромагнитна информация за печатни платки

От диаграмата на пространството може да се види, че общата площ на разпределение на електромагнитните смущения на A плочата е много по-малка от тази на B плочата. Нека да разгледаме разпределението на електромагнитните смущения в определена честотна точка. Съдейки по разпределението на електромагнитните смущения в честотната точка 462MHz, показана на фигура 8, амплитудата на A плочата е малка и площта е малка. Платката B има голям обхват и особено широка зона на разпространение.

Обобщение на тази статия

Пълната електромагнитна информация на печатната платка ни позволява да имаме много интуитивно разбиране на цялостната печатна платка, което не само помага на инженерите да решават проблеми с EMI/EMC, но също така помага на инженерите да отстраняват грешки в печатната платка и непрекъснато да подобряват качеството на дизайна на печатната платка. По подобен начин има много приложения на EMSCAN, като например подпомагане на инженерите да решават проблеми с електромагнитната чувствителност и така нататък.