Strumenti tradiziunali per debugging PCB include: oscilloscope di u duminiu di u tempu, l’oscilloscopiu TDR (reflectometria di u duminiu di u tempu), l’analizzatore di logica è l’analizzatore di spettru di u duminiu di freccia è altri equipaghji, ma questi metudi ùn ponu micca riflette l’infurmazioni generale di u PCB. dati. A scheda PCB hè ancu chjamata circuitu stampatu, circuitu stampatu, circuitu stampatu per cortu, PCB (circuit stampatu) o PWB (pannellu di cablaggio stampatu) per cortu, utilizendu pannelli isolanti cum’è materiale di basa, tagliati in una certa dimensione, è almenu attaccatu Un mudellu conduttivu cù buchi (cum’è buchi di cumpunenti, buchi di fissazione, buchi metallizzati, etc.) hè utilizatu per rimpiazzà u chassis di i cumpunenti elettronichi di u dispusitivu precedente è rializà l’interconnessione trà i cumpunenti elettroni. Perchè stu bordu hè fattu cù stampa elettronica, hè chjamatu circuitu “stampatu”. Ùn hè micca precisu di chjamà “circuit stampatu” cum’è “circuitu stampatu” perchè ùn ci hè micca “cumpunenti stampati”, ma solu cablaggio nantu à u circuitu stampatu.

Cumu uttene è applicà l’infurmazioni elettromagnetiche di PCB

U sistema di scansione di cumpatibilità elettromagnetica Emscan usa una tecnulugia di antenna array patentata è tecnulugia di commutazione elettronica, chì ponu misurà u currente di u PCB à alta velocità. A chjave per Emscan hè l’usu di una antenna array patentata per misurà a radiazione di u campu vicinu di u PCB di travagliu pusatu nantu à u scanner. Questa antenna array hè custituita da 40 x 32 (1280) picculi sonde di campu H, chì sò incrustate in una scheda di circuitu di 8 strati, è una strata protettiva hè aghjuntu à u circuitu per mette u PCB in prova. I risultati di a scansione di u spettru ponu dà una cunniscenza approssimativa di u spettru generatu da l’EUT: quanti cumpunenti di frequenza ci sò, è a magnitudine apprussimata di ogni cumpunente di frequenza.

Scansione di banda completa

U disignu di a scheda PCB hè basatu annantu à u schema schematicu di u circuitu per realizà e funzioni richieste da u designer di circuitu. U disignu di u circuitu stampatu si riferisce principarmenti à u disignu di u layout, chì deve cunsiderà diversi fattori, cum’è u layout di cunnessione esterne, u layout ottimizatu di cumpunenti elettronichi interni, u layout ottimizzatu di cunnessione metalliche è attraversu i buchi, a prutezzione elettromagnetica, è dissipazione di u calore. Un disignu eccellente di layout pò risparmià u costu di produzzione è ottene una bona prestazione di circuitu è ​​prestazioni di dissipazione di calore. U disignu simplice di layout pò esse realizatu da a manu, mentre chì u disignu cumplessu di layout deve esse realizatu cù l’aiutu di u disignu assistitu da computer.

Quandu eseguite a funzione di scanning spettru / spaziale, mette u PCB di travagliu nantu à u scanner. U PCB hè divisu in griglie di 7.6 mm × 7.6 mm da a griglia di u scanner (ogni griglia cuntene una sonda di campu H), è eseguisce Dopu a scansione di a banda di frequenza completa di ogni sonda (a gamma di freccia pò esse da 10kHz-3GHz) , Emscan dà infine dui ritratti, à dì u spettrogramma sintetizatu (Figura 1) è a mappa spaziale sintetizzata (Figura 2).

Cumu uttene è applicà l’infurmazioni elettromagnetiche di PCB

A scansione di spettru / spaziale uttene tutte e dati di spettru di ogni sonda in tutta l’area di scanning. Dopu avè realizatu una scansione di spettru / spaziale, pudete uttene l’infurmazioni di radiazione elettromagnetica di tutte e frequenze in tutti i lochi spaziali. Pudete imagine u spettru / dati di scansione spaziale in Figura 1 è Figura 2 cum’è una mansa di dati di scansione spaziale o una mansa di spettru Scans the data. poi:

1. Vede a mappa di distribuzione spaziale di u puntu di freccia specificata (una o più frequenze) cum’è vede u risultatu di scansione spaziale, cum’è mostra in Figura 3.

2. Vede u spettrogramma di u puntu di locu fisicu specificatu (una o più griglie) cum’è vede u risultatu di scansione di spettru.

I diversi diagrammi di distribuzione spaziale in Fig. 3 sò i diagrammi di l’abdomen spaziali di i punti di freccia visti per i punti di freccia designati. Hè ottenutu da specificà u puntu di freccia cù × in u spettrogramma più altu in a figura. Pudete specificà un puntu di frequenza per vede a distribuzione spaziale di ogni puntu di frequenza, o pudete specificà parechji punti di frequenza, per esempiu, specificà tutti i punti armonichi di 83M per vede u spettrogramma tutale.

In u spettrogramma in Figura 4, a parte grisa hè u spettrogramma tutale, è a parte blu hè u spettrogramma à a pusizione specifica. Specificendu u locu fisicu nantu à u PCB cù ×, paragunendu u spettrogramma (blu) è u spettrogramma tutale (grisgiu) generatu in quella pusizione, si trova u locu di a fonte d’interferenza. Pò esse vistu da a Figura 4 chì stu metudu pò truvà rapidamente u locu di a fonte di interferenza sia per l’interferenza di banda larga sia per l’interferenza di banda stretta.

Localizà rapidamente a fonte di interferenza elettromagnetica

Cumu uttene è applicà l’infurmazioni elettromagnetiche di PCB

Un analizzatore di spettru hè un strumentu per studià a struttura di spettru di i segnali elettrici. Hè adupratu per misurà a distorsione di u signale, a modulazione, a purità spettrale, a stabilità di a frequenza è a distorsione di intermodulazione. Pò esse usatu per misurà certi sistemi di circuitu cum’è amplificatori è filtri. U parametru hè un strumentu di misurazione elettronicu multifunzione. Pò esse ancu chjamatu oscilloscopiu di u duminiu di frequenza, oscilloscopiu di seguimentu, oscilloscopiu d’analisi, analizatore armonicu, analizatore di caratteristiche di frequenza o analizatore Fourier. L’analizzatori di spettru muderni ponu visualizà i risultati di l’analisi in modu analogicu o digitale, è ponu analizà i segnali elettrici in tutte e bande di frequenze radio da frequenze assai bassu à bande d’onda sub-millimetriche sottu 1 Hz.

Utilizà un analizzatore di spettru è una sola sonda di campu vicinu pò ancu localizà “fonti di interferenza”. Quì avemu aduprà u metudu di “estinzione di u focu” cum’è una metàfora. A prova di u campu luntanu (test standard EMC) pò esse paragunatu à “detectà u focu”. Se un puntu di frequenza supera u valore limite, hè cunsideratu cum’è “un focu hè statu trovu”. A suluzione tradiziunale “analizzatore di spettru + sonda unica” hè generalmente utilizata da l’ingegneri EMI per detectà “da quale parte di u chassis esce a fiamma”. Dopu chì a fiamma hè rilevata, u metudu generale di suppressione EMI hè di utilizà schermatura è filtrazione. “Flame” hè cupartu in u pruduttu. Emscan ci permette di detectà a surgente di a fonte di interferenza – “u focu”, ma ancu di vede u “focu”, vale à dì a manera chì a fonte di interferenza si sparghje.

Pò esse chjaramente vistu chì utilizendu “infurmazione elettromagnetica cumpleta”, hè assai cunvenutu per localizà fonti di interferenza elettromagnetica, ùn solu pò risolve u prublema di interferenza elettromagnetica di banda stretta, ma ancu efficace per interferenza elettromagnetica di banda larga.

U metudu generale hè u seguente:

Cumu uttene è applicà l’infurmazioni elettromagnetiche di PCB

(1) Verificate a distribuzione spaziale di l’onda fundamentale, è truvate a pusizione fisica cù a più grande amplitude nantu à a mappa di distribuzione spaziale di l’onda fundamentale. Per l’interferenza di banda larga, specificà una freccia à mezu à l’interferenza di banda larga (per esempiu, una interferenza di banda larga 60MHz-80MHz, pudemu specificà 70MHz), verificate a distribuzione spaziale di u puntu di freccia, è truvate u locu fisicu cù a più grande amplitude.

(2) Specificate u locu è fighjate à u spettrogramma di u locu. Verificate se l’amplitude di ogni puntu armonicu in questa pusizioni coincide cù u spettrogramma tutale. S’elli si sovrapponenu, significa chì u locu designatu hè u locu più forte chì pruduce queste interferenze. Per l’interferenza di banda larga, verificate se u locu hè u locu massimu di tutta l’interferenza di banda larga.

(3) In parechji casi, micca tutti l’armonici sò generati in un locu. A volte, ancu l’armonichi è l’armonichi strani sò generati in diverse locu, o ogni cumpunente armonicu pò esse generatu in diverse locu. In questu casu, pudete truvà u locu cù a radiazione più forte fighjendu a distribuzione spaziale di i punti di freccia chì vi importa.

(4) Piglià misure in i lochi cù a radiazione più forte hè senza dubbitu a suluzione più efficace à i prublemi EMI / EMC.

Stu tipu di metudu d’investigazione EMI chì pò veramente traccia a “fonte” è u percorsu di propagazione permette à l’ingegneri di eliminà i prublemi EMI à u costu più bassu è a velocità più veloce. In un casu di misurazione attuale di un dispositivu di cumunicazione, l’interferenza radiata radiata da u cable di linea telefonica. Dopu l’usu di EMSCAN per eseguisce u seguimentu è u scanning sopra citati, uni pochi di condensatori di filtri sò stati infine installati nantu à a scheda di u processatore, chì risolve u prublema EMI chì l’ingegnere ùn pudia micca risolve.

Localizà rapidamente u locu di difettu di u circuitu

Cumu uttene è applicà l’infurmazioni elettromagnetiche di PCB

Cù l’aumentu di a cumplessità di PCB, a difficultà è a carica di travagliu di debugging sò ancu aumentate. Cù un oscilloscopiu o un analizatore logicu, solu una o un numeru limitatu di linee di signale pò esse osservatu à u stessu tempu. Tuttavia, ci ponu esse millaie di linee di signale nantu à u PCB. L’ingegneri ponu truvà u prublema solu per sperienza o furtuna. U prublema.

Sè avemu l'”infurmazione elettromagnetica cumpleta” di u bordu nurmale è u bordu difettu, pudemu paragunà i dati di i dui per truvà u spettru di freccia anormali, è dopu aduprà a “tecnologia di locu d’interferenza di fonte” per truvà u locu di u locu di l’interferenza. spettru di freccia anormali. Truvate u locu è a causa di u fallimentu.

A figura 5 mostra u spettru di freccia di u bordu normale è u bordu difettu. Per mezu di paraguni, hè faciule truvà chì ci hè una interferenza di banda larga anormali nantu à u bordu difettu.

Allora truvate u locu induve questu “spettru di freccia anormali” hè generatu nantu à a mappa di distribuzione spaziale di u bordu difettu, cum’è mostra in a Figura 6. In questu modu, u locu di difettu hè situatu nantu à una griglia (7.6 mm × 7.6 mm), è u prublema pò esse assai seriu. U diagnosticu serà fattu prestu.

Cumu uttene è applicà l’infurmazioni elettromagnetiche di PCB

Casi d’applicazione per a valutazione di a qualità di u disignu di PCB

Un bon PCB deve esse cuncepitu cù cura da un ingegnere. I prublemi chì deve esse cunsideratu include:

(1) Disegnu in cascata ragionevule

In particulare l’arrangiamentu di u pianu di terra è u pianu di a putenza, è u disignu di a capa induve si trovanu e linee di signali sensibili è e linee di signale chì generanu assai radiazioni. Ci hè ancu a divisione di u pianu di terra è u pianu di u putere, è u routing di e linee di signale in l’area divisa.

(2) Mantene l’impedenza di a linea di signale cum’è cuntinuu pussibule

Pochi vias pussibule; quant’è pocu tracce à l’angulu drittu pussibule; è u più chjucu pussibule l’area di ritornu attuale, pò pruduce menu armoniche è intensità di radiazione più bassa.

(3) Bon filtru di putenza

U tipu di condensatore di filtru ragiunate, u valore di capacità, a quantità è a pusizione di piazzamentu, è ancu un arrangiamentu raghjunatu in strati di u pianu di terra è u pianu di a putenza, ponu assicurà chì l’interferenza elettromagnetica hè cuntrullata in a più chjuca zona pussibule.

(4) Pruvate à assicurà l’integrità di u pianu di terra

Cumu uttene è applicà l’infurmazioni elettromagnetiche di PCB

Pochi vias pussibule; ragiunate via spazii di sicurità; dispusizione raghjone di u dispusitivu; ragiunate via un arrangiamentu per assicurà l’integrità di u pianu di terra à a maiò parte. À u cuntrariu, vias densi è troppu grande via spazii di sicurità, o dispusizione di u dispositivu irragionevule, affettanu seriamente l’integrità di u pianu di terra è u pianu di putenza, risultatu in una grande quantità di crosstalk inductive, radiazione di modu cumuni, è pruvucarà u circuitu More sensibili à l’interferenza esterna.

(5) Truvate un cumprumissu trà l’integrità di u signale è a cumpatibilità elettromagnetica

Nantu à a premessa di assicurà a funzione normale di l’equipaggiu, aumenta u tempu di risalita è di caduta di u segnu quant’è pussibule per riduce l’amplitude è u numeru di armoniche di a radiazione elettromagnetica generata da u signale. Per esempiu, avete bisognu di selezziunà un resistore damping adattatu, un metudu di filtrazione adattatu, etc.

In u passatu, l’usu di l’infurmazione cumpleta di u campu elettromagneticu generatu da u PCB pò evaluà scientificamente a qualità di u disignu PCB. Utilizendu l’infurmazione elettromagnetica cumpleta di u PCB, a qualità di u disignu di u PCB pò esse evaluata da i quattru aspetti seguenti: 1. U numeru di punti di frequenza: u numeru di armonichi. 2. Interferenza transitoria: interferenza elettromagnetica inestabile. 3. Intensità di radiazione: a magnitudine di l’interferenza elettromagnetica in ogni puntu di frequenza. 4. Zona di distribuzione: a dimensione di l’area di distribuzione di l’interferenza elettromagnetica in ogni puntu di frequenza nantu à u PCB.

In l’esempiu seguitu, u bordu A hè una mellura di u bordu B. I diagrammi schematici di e duie tavule è u layout di i cumpunenti principali sò esattamente u listessu. I risultati di u spettru / scanning spaziale di e duie schede sò mostrati in Figura 7:

Da u spettrogramma in a Figura 7, si pò vede chì a qualità di a tavola A hè ovviamente megliu cà quella di a tavola B, perchè:

1. U numaru di punti di freccia di u bordu A hè ovviamente menu di quellu di u bordu B;

2. L’amplitude di a maiò parte di i punti di freccia di u bordu A hè più chjuca di quella di u bordu B;

3. L’interferenza transitoria (punti di frequenza chì ùn sò micca marcati) di u bordu A hè menu di quellu di u bordu B.

Cumu uttene è applicà l’infurmazioni elettromagnetiche di PCB

Si pò vede da u diagramma spaziale chì l’area di distribuzione di interferenza elettromagnetica tutale di a piastra A hè assai più chjuca di quella di a piastra B. Fighjemu un ochju à a distribuzione di l’interferenza elettromagnetica in un certu puntu di frequenza. A ghjudicà da a distribuzione di l’interferenza elettromagnetica à u puntu di freccia di 462MHz mostratu in Figura 8, l’amplitude di a piastra A hè chjuca è a zona hè chjuca. U bordu B hà una larga gamma è una zona di distribuzione particularmente larga.

Riassuntu di st’articulu

L’infurmazione elettromagnetica cumpleta di u PCB ci permette di avè una cunniscenza assai intuitiva di u PCB generale, chì ùn solu aiuta l’ingegneri à risolve i prublemi EMI / EMC, ma aiuta ancu l’ingegneri à debug u PCB è à migliurà continuamente a qualità di u disignu di u PCB. In listessu modu, ci sò parechje applicazioni di EMSCAN, cum’è l’aiutu à l’ingegneri à risolve i prublemi di suscettibilità elettromagnetica è cusì.