Ang tradisyonal nga mga himan alang sa pag-debug PCB naglakip sa: time domain oscilloscope, TDR (time domain reflectometry) oscilloscope, logic analyzer, ug frequency domain spectrum analyzer ug uban pang kagamitan, apan kini nga mga pamaagi dili makahatag ug pagpamalandong sa kinatibuk-ang impormasyon sa PCB board. datos. Ang PCB board gitawag usab nga printed circuit board, printed circuit board, printed circuit board alang sa mubo, PCB (printed circuit board) o PWB (printed wiring board) alang sa mubo, gamit ang insulating board isip base nga materyal, giputol sa usa ka piho nga gidak-on, ug labing menos gilakip Ang usa ka conductive pattern nga adunay mga lungag (sama sa mga lungag sa sangkap, mga lungag sa pag-fasten, metallized nga mga lungag, ug uban pa) gigamit aron mapulihan ang chassis sa mga elektronik nga sangkap sa miaging aparato ug makaamgo sa pagkadugtong tali sa mga elektronik nga sangkap. Tungod kay kini nga board gihimo gamit ang elektronik nga pag-imprenta, kini gitawag nga “giimprinta” nga circuit board. Dili tukma nga tawgon ang “printed circuit board” nga “printed circuit” tungod kay walay “printed components” kondili mga wiring lang sa printed circuit board.

Sa unsa nga paagi sa pagkuha ug paggamit sa PCB electromagnetic impormasyon

Ang Emscan electromagnetic compatibility scanning system naggamit ug patented array antenna technology ug electronic switching technology, nga makasukod sa kasamtangan sa PCB sa taas nga tulin. Ang yawe sa Emscan mao ang paggamit sa usa ka patented array antenna aron sukdon ang duol nga field radiation sa nagtrabaho nga PCB nga gibutang sa scanner. Kini nga antenna array naglangkob sa 40 x 32 (1280) gamay nga H-field probes, nga gisulod sa usa ka 8-layer circuit board, ug usa ka protective layer ang gidugang sa circuit board aron ibutang ang PCB ubos sa pagsulay. Ang mga resulta sa pag-scan sa spectrum makahatag kanato og dili maayo nga pagsabot sa spectrum nga namugna sa EUT: pila ka frequency nga component ang anaa, ug ang gibanabana nga gidak-on sa matag frequency component.

Bug-os nga banda scan

Ang disenyo sa PCB board gibase sa circuit schematic diagram aron maamgohan ang mga gimbuhaton nga gikinahanglan sa circuit designer. Ang laraw sa giimprinta nga circuit board nag-una nga nagtumong sa laraw sa layout, nga kinahanglan nga tagdon ang lainlaing mga hinungdan sama sa layout sa mga eksternal nga koneksyon, ang na-optimize nga layout sa mga internal nga sangkap sa elektroniko, ang na-optimize nga layout sa mga koneksyon sa metal ug pinaagi sa mga lungag, proteksyon sa electromagnetic, ug pagwagtang sa kainit. Ang maayo kaayo nga disenyo sa layout makadaginot sa gasto sa produksiyon ug makab-ot ang maayo nga performance sa sirkito ug performance sa heat dissipation. Ang yano nga disenyo sa layout mahimong matuman pinaagi sa kamot, samtang ang komplikado nga disenyo sa layout kinahanglan nga matuman uban sa tabang sa computer-aided nga disenyo.

Sa paghimo sa spectrum/spatial scanning function, ibutang ang nagtrabaho nga PCB sa scanner. Ang PCB gibahin sa 7.6mm × 7.6mm grids pinaagi sa grid sa scanner (ang matag grid adunay H-field probe), ug ipatuman Human sa pag-scan sa bug-os nga frequency band sa matag probe (ang frequency range mahimong gikan sa 10kHz-3GHz) , Ang Emscan sa kataposan naghatag ug duha ka hulagway, nga mao ang synthesized spectrogram (Figure 1) ug ang synthesized space map (Figure 2).

Sa unsa nga paagi sa pagkuha ug paggamit sa PCB electromagnetic impormasyon

Ang spectrum/spatial scanning makakuha sa tanang spectrum data sa matag probe sa tibuok scanning area. Human sa paghimo ug spectrum/spatial scan, makuha nimo ang electromagnetic radiation nga impormasyon sa tanang frequency sa tanang spatial nga lokasyon. Imong mahanduraw ang spectrum/spatial scan data sa Figure 1 ug Figure 2 isip usa ka hugpong sa spatial scan data o usa ka hugpong sa spectrum Scan sa data. mahimo nimo:

1. Tan-awa ang spatial distribution map sa gipiho nga frequency point (usa o daghan pa nga frequency) sama sa pagtan-aw sa spatial scanning nga resulta, sama sa gipakita sa Figure 3.

2. Tan-awa ang spectrogram sa gipiho nga pisikal nga lokasyon nga punto (usa o daghan pa nga grids) sama sa pagtan-aw sa resulta sa spectrum scan.

Ang lain-laing spatial distribution diagram sa Fig. 3 mao ang spatial abdomen diagrams sa frequency point nga gitan-aw pinaagi sa gitudlo nga frequency points. Nakuha kini pinaagi sa pagtino sa frequency point nga adunay × sa pinakataas nga spectrogram sa numero. Mahimo nimong itakda ang usa ka frequency point aron makita ang spatial nga pag-apod-apod sa matag frequency point, o mahimo nimong ipiho ang daghang mga frequency point, pananglitan, ipiho ang tanan nga harmonic nga mga punto sa 83M aron makita ang kinatibuk-ang spectrogram.

Sa spectrogram sa Figure 4, ang gray nga bahin mao ang kinatibuk-ang spectrogram, ug ang asul nga bahin mao ang spectrogram sa gitakda nga posisyon. Pinaagi sa pagtino sa pisikal nga lokasyon sa PCB nga adunay ×, pagtandi sa spectrogram (asul) ug sa kinatibuk-ang spectrogram (gray) nga nahimo sa kana nga posisyon, ang lokasyon sa gigikanan sa interference nakit-an. Makita gikan sa Figure 4 nga kini nga pamaagi dali nga makit-an ang lokasyon sa interference source para sa broadband interference ug narrowband interference.

Pangitaa dayon ang tinubdan sa electromagnetic interference

Sa unsa nga paagi sa pagkuha ug paggamit sa PCB electromagnetic impormasyon

Ang spectrum analyzer usa ka instrumento sa pagtuon sa spectrum structure sa electrical signal. Gigamit kini sa pagsukod sa signal distortion, modulasyon, spectral purity, frequency stability, ug intermodulation distortion. Mahimo kini gamiton sa pagsukod sa pipila ka mga sistema sa sirkito sama sa mga amplifier ug mga pagsala. Ang Parameter usa ka multi-purpose electronic nga instrumento sa pagsukod. Matawag usab kini nga frequency domain oscilloscope, tracking oscilloscope, analysis oscilloscope, harmonic analyzer, frequency characteristic analyzer o Fourier analyzer. Ang mga modernong spectrum analyzer mahimong magpakita sa mga resulta sa pag-analisa sa analog o digital nga mga paagi, ug maka-analisar sa mga electrical signal sa tanang radio frequency bands gikan sa ubos kaayo nga frequency ngadto sa sub-millimeter wave bands ubos sa 1 Hz.

Ang paggamit sa spectrum analyzer ug usa ka near-field probe mahimo usab nga makit-an ang “interference sources”. Dinhi atong gigamit ang pamaagi sa “pagpalong sa kalayo” isip usa ka metapora. Ang far-field test (EMC standard test) mahimong itandi sa “detecting fire”. Kung ang usa ka frequency point molapas sa limit nga kantidad, kini giisip nga “usa ka kalayo ang nakit-an.” Ang tradisyonal nga “spectrum analyzer + single probe” nga solusyon sa kasagaran gigamit sa mga inhenyero sa EMI aron mahibal-an “gikan sa kung asa nga bahin sa chassis ang siga nga mogawas”. Human mamatikdan ang siga, ang kinatibuk-ang pamaagi sa pagsumpo sa EMI mao ang paggamit sa panagang ug pagsala. Ang “Sila” gitabonan sa sulod sa produkto. Gitugotan kami sa Emscan nga makit-an ang gigikanan sa gigikanan sa pagpanghilabot- “kalayo”, apan makita usab ang “kalayo”, nga mao, kung giunsa ang pagkaylap sa gigikanan sa pagpanghilabot.

Kini tin-aw nga makita nga ang paggamit sa “kompleto nga electromagnetic impormasyon”, kini mao ang kaayo sayon ​​sa pagpangita sa electromagnetic pagpanghilabot tinubdan, dili lamang makasulbad sa problema sa narrowband electromagnetic interference, apan usab epektibo alang sa broadband electromagnetic interference.

Ang kinatibuk-ang pamaagi mao ang mosunud:

Sa unsa nga paagi sa pagkuha ug paggamit sa PCB electromagnetic impormasyon

(1) Susiha ang spatial distribution sa fundamental wave, ug pangitaa ang pisikal nga posisyon nga adunay pinakadako nga amplitude sa spatial distribution map sa fundamental wave. Alang sa interference sa broadband, itakda ang frequency sa tunga sa interference sa broadband (pananglitan, usa ka 60MHz-80MHz broadband interference, mahimo natong ipiho ang 70MHz), susihon ang spatial distribution sa frequency point, ug pangitaa ang pisikal nga lokasyon nga adunay pinakadako nga amplitude.

(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) Sa daghang mga kaso, dili tanan nga harmonics gihimo sa usa ka lokasyon. Usahay bisan ang harmonics ug odd harmonics namugna sa lain-laing mga lokasyon, o ang matag harmonic component mahimong mamugna sa lain-laing mga lokasyon. Sa kini nga kaso, mahimo nimong makit-an ang lokasyon nga adunay labing kusog nga radiation pinaagi sa pagtan-aw sa spatial nga pag-apod-apod sa mga frequency point nga imong gimahal.

(4) Ang paghimo sa mga lakang sa mga lugar nga adunay labing kusog nga radiation sa walay duhaduha ang labing epektibo nga solusyon sa mga problema sa EMI/EMC.

Kini nga matang sa pamaagi sa imbestigasyon sa EMI nga tinuod nga makasubay sa “tinubdan” ug agianan sa pagpadaghan nagtugot sa mga inhenyero sa pagwagtang sa mga problema sa EMI sa labing ubos nga gasto ug labing paspas nga tulin. Sa usa ka aktuwal nga kaso sa pagsukod sa usa ka aparato sa komunikasyon, ang nagdan-ag nga interference nga gipadan-ag gikan sa kable sa linya sa telepono. Human sa paggamit sa EMSCAN aron ipatuman ang gihisgutan sa ibabaw nga pagsubay ug pag-scan, pipila pa ka mga filter capacitor ang sa katapusan na-install sa processor board, nga nakasulbad sa problema sa EMI nga dili masulbad sa engineer.

Pangitaa dayon ang lokasyon sa sayup sa sirkito

Sa unsa nga paagi sa pagkuha ug paggamit sa PCB electromagnetic impormasyon

Sa pagdugang sa pagkakomplikado sa PCB, ang kalisud ug workload sa pag-debug usab nagkadaghan. Sa usa ka oscilloscope o logic analyzer, usa ra o limitado nga gidaghanon sa mga linya sa signal ang maobserbahan sa parehas nga oras. Bisan pa, mahimo’g adunay libu-libo nga linya sa signal sa PCB. Ang mga inhenyero makit-an lamang ang problema pinaagi sa kasinatian o swerte. Ang problema.

Kung kita adunay “kompleto nga electromagnetic nga impormasyon” sa normal nga board ug ang sayup nga board, mahimo natong itandi ang datos sa duha aron makit-an ang abnormal nga frequency spectrum, ug dayon gamiton ang “interference source location technology” aron mahibal-an ang lokasyon sa abnormal nga frequency spectrum. Pangitaa ang lokasyon ug hinungdan sa kapakyasan.

Gipakita sa Figure 5 ang frequency spectrum sa normal nga board ug ang sayup nga board. Pinaagi sa pagtandi, dali nga makit-an nga adunay dili normal nga pagpanghilabot sa broadband sa sayup nga board.

Dayon pangitaa ang lokasyon diin kini nga “abnormal frequency spectrum” namugna sa spatial distribution map sa faulty board, ingon sa gipakita sa Figure 6. Niining paagiha, ang fault location nahimutang sa grid (7.6mm × 7.6mm), ug ang problema mahimong seryoso kaayo. Ang pagdayagnos himoon sa dili madugay.

Sa unsa nga paagi sa pagkuha ug paggamit sa PCB electromagnetic impormasyon

Mga kaso sa aplikasyon alang sa pagtimbang-timbang sa kalidad sa disenyo sa PCB

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

(1) Makatarunganon nga disenyo sa cascading

Ilabi na ang paghan-ay sa ground plane ug ang power plane, ug ang disenyo sa layer diin nahimutang ang mga sensitibo nga signal lines ug signal lines nga makamugna og daghang radiation. Anaa usab ang dibisyon sa ground plane ug ang power plane, ug ang pagruta sa mga linya sa signal tabok sa nabahin nga lugar.

(2) Hupti ang signal line impedance nga padayon kutob sa mahimo

Ingon ka gamay nga vias kutob sa mahimo; gamay ra nga mga pagsubay sa tuo nga anggulo kutob sa mahimo; ug ingon ka gamay sa posible nga kasamtangan nga lugar sa pagbalik, kini makahimo og dili kaayo harmonics ug mas ubos nga intensity sa radiation.

(3) Maayo nga filter sa kuryente

Ang makatarunganon nga tipo sa kapasitor sa filter, kantidad sa kapasidad, gidaghanon, ug posisyon sa pagbutang, ingon man usa ka makatarunganon nga layered nga kahikayan sa eroplano sa yuta ug eroplano sa kuryente, makasiguro nga ang electromagnetic interference makontrol sa pinakagamay nga lugar.

(4) Sulayi nga masiguro ang integridad sa ground plane

Sa unsa nga paagi sa pagkuha ug paggamit sa PCB electromagnetic impormasyon

Ingon ka gamay nga vias kutob sa mahimo; makatarunganon pinaagi sa gilay-on sa kaluwasan; makatarunganon nga layout sa device; makatarunganon pinaagi sa kahikayan aron masiguro ang integridad sa ground plane sa labing dako nga gidak-on. Sa kasukwahi, ang dasok nga vias ug dako kaayo pinaagi sa safety spacing, o dili makatarunganon nga layout sa device, seryosong makaapekto sa integridad sa ground plane ug power plane, nga moresulta sa usa ka dako nga kantidad sa inductive crosstalk, common mode radiation, ug maoy hinungdan sa circuit More sensitibo sa eksternal nga pagpanghilabot.

(5) Pangitag kompromiso tali sa integridad sa signal ug pagkaangay sa electromagnetic

Sa pasiuna sa pagsiguro sa normal nga pag-obra sa mga ekipo, dugangan ang pagtaas ug pagkahulog sa oras sa signal kutob sa mahimo aron makunhuran ang amplitude ug ang gidaghanon sa mga harmonic sa electromagnetic radiation nga namugna sa signal. Pananglitan, kinahanglan nimo nga pilion ang usa ka angay nga damping resistor, usa ka angay nga pamaagi sa pagsala, ug uban pa.

Kaniadto, ang paggamit sa kompleto nga impormasyon sa natad sa electromagnetic nga gihimo sa PCB mahimo’g masusi sa siyensya ang kalidad sa laraw sa PCB. Gamit ang kompleto nga electromagnetic nga impormasyon sa PCB, ang kalidad sa disenyo sa PCB mahimong masusi gikan sa mosunod nga upat ka aspeto: 1. Ang gidaghanon sa frequency points: ang gidaghanon sa harmonics. 2. Lumalabay nga interference: dili lig-on nga electromagnetic interference. 3. Radiation intensity: ang kadako sa electromagnetic interference sa matag frequency point. 4. Distribution area: ang gidak-on sa distribution area sa electromagnetic interference sa matag frequency point sa PCB.

Sa mosunod nga pananglitan, ang A board usa ka kalamboan sa B board. Ang mga diagram sa eskematiko sa duha ka tabla ug ang layout sa mga nag-unang sangkap parehas ra. Ang mga resulta sa spectrum/spatial scanning sa duha ka tabla gipakita sa Figure 7:

Gikan sa spectrogram sa Figure 7, makita nga ang kalidad sa A board klaro nga mas maayo kaysa sa B board, tungod kay:

1. Ang gidaghanon sa mga frequency point sa A board klaro nga mas ubos kaysa sa B board;

2. Ang amplitude sa kadaghanan nga frequency point sa A board mas gamay kay sa B board;

3. Ang lumalabay nga interference (frequency point nga wala gimarkahan) sa A board mas ubos kaysa sa B board.

Sa unsa nga paagi sa pagkuha ug paggamit sa PCB electromagnetic impormasyon

Makita gikan sa space diagram nga ang kinatibuk-ang electromagnetic interference distribution area sa A plate mas gamay kay sa B plate. Atong tan-awon ang electromagnetic interference distribution sa usa ka frequency point. Paghukom gikan sa pag-apod-apod sa electromagnetic interference sa 462MHz frequency point nga gipakita sa Figure 8, ang amplitude sa A plate gamay ug gamay ang lugar. Ang B board adunay usa ka dako nga range ug usa ka labi ka halapad nga lugar sa pag-apod-apod.

Sumaryo sa kini nga artikulo

Ang bug-os nga electromagnetic nga impormasyon sa PCB nagtugot kanato nga makabaton sa usa ka kaayo intuitive pagsabot sa kinatibuk-ang PCB, nga dili lamang makatabang sa mga inhenyero sa pagsulbad sa mga problema sa EMI/EMC, apan usab makatabang sa mga inhenyero debug sa PCB ug padayon nga pagpalambo sa disenyo sa kalidad sa PCB. Sa susama, adunay daghang mga aplikasyon sa EMSCAN, sama sa pagtabang sa mga inhenyero sa pagsulbad sa mga isyu sa pagkasensitibo sa electromagnetic ug uban pa.