Tradiční nástroje pro ladění PCB zahrnují: osciloskop s časovou doménou, osciloskop TDR (časová doména reflektometrie), logický analyzátor a analyzátor spektra frekvenční domény a další zařízení, ale tyto prostředky nemohou poskytnout odraz celkových informací o datech desky plošných spojů. Tento článek představuje způsob získávání úplných elektromagnetických informací o desce plošných spojů se systémem EMSCAN a popisuje, jak tyto informace použít při navrhování a ladění.

EMSCAN poskytuje funkce skenování spektra a prostoru. Výsledky spektrálního skenování nám mohou poskytnout obecnou představu o spektru vytvářeném EUT: kolik frekvenčních složek existuje a jaká je přibližná amplituda každé frekvenční složky. Výsledkem prostorového skenování je topografická mapa s barvou představující amplitudu pro frekvenční bod. Můžeme vidět dynamické rozložení elektromagnetického pole určitého frekvenčního bodu generovaného PCB v reálném čase.

„Zdroj rušení“ lze také lokalizovat pomocí spektrálního analyzátoru a jediné sondy blízkého pole. Zde použijte metodu „oheň“ k provedení metafory, můžete porovnat test ve vzdáleném poli (standardní test EMC) s „detekováním požáru“, pokud existuje frekvenční bod za limitem, je považován za „nalezen požár“ “. Tradiční schéma „Analyzátor spektra + jedna sonda“ obvykle používají inženýři EMI k detekci, ze které části šasi uniká plamen. Když je detekován plamen, potlačení EMI se obecně provádí stíněním a filtrováním, aby se plamen zakryl uvnitř produktu. EMSCAN nám umožňuje detekovat zdroj rušení, „zapálení“, stejně jako „oheň“, což je cesta šíření interference. Když se ke kontrole problému EMI celého systému používá EMSCAN, je obecně přijímán proces sledování od plamene k plamenu. Například nejprve oskenujte šasi nebo kabel, abyste zjistili, odkud pochází rušení, a pak sledujte vnitřek produktu, v němž PCB způsobuje rušení, a poté vyhledejte zařízení nebo kabeláž.

Obecná metoda je následující:

(1) Rychle vyhledejte zdroje elektromagnetického rušení. Podívejte se na prostorové rozložení základní vlny a najděte fyzické umístění s největší amplitudou na prostorové rozložení základní vlny. U širokopásmového rušení zadejte frekvenci uprostřed širokopásmového rušení (například širokopásmové rušení 60 MHz-80 MHz, můžeme určit 70 MHz), zkontrolujte prostorové rozložení tohoto frekvenčního bodu a najděte fyzické umístění s největší amplitudou.

(2) Určete polohu a podívejte se na mapu spektra polohy. Zkontrolujte, zda se amplituda každého harmonického bodu v tomto místě shoduje s celkovým spektrem. Pokud se překrývají, znamená to, že zadané místo je nejsilnějším místem k vyvolání těchto poruch. U širokopásmového rušení zkontrolujte, zda je tato poloha maximální polohou celého širokopásmového rušení.

(3) V mnoha případech nejsou všechny harmonické generovány na stejném místě, někdy jsou sudé harmonické a liché harmonické generovány na různých místech, nebo může být každá harmonická složka generována na různých místech. V tomto případě můžete najít nejsilnější záření tím, že se podíváte na prostorové rozložení frekvenčních bodů, na kterých vám záleží.

(4) Je nepochybně nejefektivnější vyřešit problémy EMI/EMC přijetím opatření v místě s nejsilnějším zářením.

Tato metoda detekce EMI, která může skutečně sledovat „zdroj“ a cestu šíření, umožňuje technikům odstraňovat problémy s EMI za nejnižší náklady a nejrychleji. V případě komunikačního zařízení, kde záření vyzařovalo z telefonního kabelu, vyšlo najevo, že přidání stínění nebo filtrování na kabel nebylo proveditelné, takže inženýři zůstali bezradní. Poté, co byl EMSCAN použit k provádění výše uvedeného sledování a skenování, bylo na desce procesoru vynaloženo několik dalších juanů a bylo nainstalováno několik dalších filtračních kondenzátorů, což vyřešilo problém EMI, který inženýři dříve nedokázali vyřešit. Rychlé vyhledání místa poruchy obvodu Obrázek 5: Spektrální diagram normální desky a desky poruch.

S rostoucí složitostí PCB roste i obtížnost a pracovní zátěž ladění. S osciloskopem nebo logickým analyzátorem lze současně pozorovat pouze jednu nebo omezený počet signálních linek, zatímco v dnešní době mohou být na desce plošných spojů tisíce signálních linek a inženýři se musí při hledání problému spoléhat na zkušenosti nebo štěstí. Pokud máme „úplné elektromagnetické informace“ normální desky a vadné desky, můžeme porovnat obě data pomocí spektra abnormálních frekvencí a poté pomocí „technologie lokalizace zdroje rušení“ zjistit polohu abnormální frekvence. spektra, a pak můžeme rychle najít místo a příčinu poruchy. Poté bylo na mapě prostorové distribuce poruchové desky nalezeno umístění „abnormálního spektra“, jak je znázorněno na OBR. Tímto způsobem bylo místo poruchy lokalizováno do mřížky (6 mm × 7.6 mm) a problém mohl být rychle diagnostikován. Obrázek 6: Najděte polohu „abnormálního spektra“ na mapě prostorového rozložení desky závad.

Shrnutí tohoto článku

Kompletní elektromagnetické informace o desce plošných spojů nám umožňují velmi intuitivní porozumění celé desce plošných spojů, nejen pomáhají technikům řešit problémy s EMI/EMC, ale také pomáhají technikům ladit desku plošných spojů a neustále zlepšovat kvalitu návrhu desek plošných spojů. EMSCAN má také mnoho aplikací, například pomáhá technikům řešit problémy s elektromagnetickou citlivostí.