Tradicionalni alati za otklanjanje grešaka u PCB uključuju: osciloskop u vremenskom domenu, osciloskop TDR (reflektometrija u vremenskom domenu), logički analizator i analizator spektra frekvencijske domene i drugu opremu, ali ova sredstva ne mogu dati odraz ukupnih informacija o podacima sa PCB ploče. Ovaj rad predstavlja način dobivanja potpunih elektromagnetskih informacija o PCB -u sa EMSCAN sistemom i opisuje kako se te informacije mogu koristiti za projektovanje i otklanjanje grešaka.

EMSCAN nudi funkcije skeniranja spektra i prostora. Rezultati skeniranja spektra mogu nam dati opću ideju o spektru koji proizvodi EUT: koliko frekvencijskih komponenti postoji i koja je približna amplituda svake frekvencijske komponente. Rezultat prostornog skeniranja je topografska karta s bojom koja predstavlja amplitudu za frekvencijsku točku. Možemo vidjeti dinamičku distribuciju elektromagnetskog polja određene frekvencijske točke koju stvara PCB u stvarnom vremenu.

“Izvor smetnji” se također može locirati pomoću analizatora spektra i jedne sonde za blisko polje. Ovdje upotrijebite metodu “požara” za izvođenje metafore, možete uporediti test udaljenog polja (standardni EMC test) da “otkrijete požar”, ako postoji frekvencijska točka iznad granice, smatra se da je “pronađen požar” ”. Tradicionalnu shemu “Analizator spektra + jedna sonda” inženjeri općenito koriste za otkrivanje iz kojeg dijela šasije bježi plamen. Kada se otkrije plamen, suzbijanje EMI -a općenito se provodi zaštitom i filtriranjem kako bi se pokrio plamen unutar proizvoda. EMSCAN nam omogućava da otkrijemo izvor smetnji, „paljenje“, kao i „požar“, koji je put širenja smetnji. Kada se EMSCAN koristi za provjeru EMI problema cijelog sistema, općenito se usvaja proces praćenja od plamena do plamena. Na primjer, prvo skenirajte šasiju ili kabel kako biste provjerili odakle dolazi do smetnji, zatim pratite unutrašnjost proizvoda, koja PCB ploča uzrokuje smetnje, a zatim pratite uređaj ili ožičenje.

Opća metoda je sljedeća:

(1) Brzo locirajte izvore elektromagnetnih smetnji. Pogledajte prostornu raspodjelu temeljnog vala i pronađite fizičku lokaciju s najvećom amplitudom u prostornoj raspodjeli temeljnog vala. Za širokopojasne smetnje, navedite frekvenciju u sredini širokopojasnih smetnji (poput širokopojasnih smetnji od 60 MHz-80 mHz, možemo navesti 70 MHz), provjerite prostornu distribuciju ove frekvencijske točke, pronađite fizičku lokaciju s najvećom amplitudom.

(2) Odredite položaj i pogledajte mapu spektra pozicije. Provjerite da li se amplituda svake harmonijske točke na toj lokaciji podudara s ukupnim spektrom. Ako se preklapaju, to znači da je navedena lokacija najjače mjesto za stvaranje ovih smetnji. Za širokopojasne smetnje provjerite je li ovaj položaj maksimalni položaj čitavih širokopojasnih smetnji.

(3) U mnogim slučajevima ne stvaraju se svi harmonici na istoj lokaciji, ponekad se čak i harmonijski i neparni harmonici stvaraju na različitim lokacijama, ili se svaka harmonička komponenta može generirati na različitim lokacijama. U ovom slučaju najjače zračenje možete pronaći gledajući prostornu raspodjelu frekvencijskih točaka do kojih vam je stalo.

(4) Nesumnjivo je najefikasnije rješavanje problema EMI/EMC poduzimanjem mjera na mjestu sa najjačim zračenjem.

Ova metoda otkrivanja EMI -a, koja zaista može pratiti “izvor” i put širenja, omogućava inženjerima da rješavaju probleme EMI -a po najnižoj cijeni i najbrže. U slučaju komunikacijskog uređaja, gdje je zračenje zračilo iz telefonskog kabela, postalo je očito da dodavanje zaštite ili filtriranje kabelu nije izvodljivo, ostavljajući inženjere bespomoćnima. Nakon što je EMSCAN upotrijebljen za izvođenje gore navedenog praćenja i skeniranja, potrošeno je još nekoliko juana na procesorsku ploču i instalirano je još nekoliko kondenzatora filtera, što je riješilo problem EMI -a koji inženjeri prije nisu mogli riješiti. Brzo lociranje lokacije kvara kruga Slika 5: Spektar dijagram normalne ploče i ploče s greškom.

Kako se povećava složenost PCB -a, povećava se i teškoća i opterećenje otklanjanja grešaka. S osciloskopom ili logičkim analizatorom, odjednom se može promatrati samo jedna ili ograničen broj signalnih linija, dok danas na PCB -u može biti na hiljade signalnih vodova, pa se inženjeri moraju osloniti na iskustvo ili sreću da bi pronašli problem. Ako imamo “potpune elektromagnetske informacije” normalne ploče i neispravne ploče, možemo pronaći nenormalni frekvencijski spektar usporedbom dvaju podataka, a zatim upotrijebiti “tehnologiju lociranja izvora smetnji” kako bismo saznali lokaciju nenormalne frekvencije spektra, a zatim možemo brzo pronaći lokaciju i uzrok kvara. Zatim je na mapi prostorne raspodjele rasjedne ploče pronađena lokacija “abnormalnog spektra”, kao što je prikazano na slici 6. Na ovaj način je mjesto kvara locirano na mreži (7.6 mm × 7.6 mm), a problem se mogao brzo dijagnosticirati. Slika 6: Pronađite lokaciju „nenormalnog spektra“ na mapi prostorne distribucije ploče greške.

Sažetak ovog članka

Kompletne elektromagnetske informacije o PCB -u mogu nam omogućiti vrlo intuitivno razumijevanje cijele PCB -a, ne samo da pomažu inženjerima u rješavanju problema EMI/EMC, već i pomažu inženjerima u otklanjanju pogrešaka u PCB -u i stalno poboljšavaju kvalitetu dizajna PCB -a. EMSCAN također ima mnoge primjene, poput pomaganja inženjerima u rješavanju problema s elektromagnetskom osjetljivošću.