Traditsioonilised silumisvahendid PCB Siia kuuluvad: ajadomeeni ostsilloskoop, TDR (ajadomeeni reflektomeetria) ostsilloskoop, loogikaanalüsaator ja sageduspiirkonna spektrianalüsaator ning muud seadmed, kuid need meetodid ei suuda anda peegeldust PCB plaadi üldteabe kohta. andmeid. PCB-plaati nimetatakse ka trükkplaadiks, trükkplaadiks, lühidalt trükkplaadiks, lühidalt PCB-ks (trükkplaadiks) või PWB-ks (trükkplaadiks), mille alusmaterjalina kasutatakse isoleerplaati, lõigatakse teatud suuruseks ja vähemalt kinnitatud Eelmise seadme elektroonikakomponentide šassii asendamiseks ja elektroonikakomponentide omavahelise ühenduse realiseerimiseks kasutatakse juhtivat mustrit koos aukudega (nagu komponentide augud, kinnitusavad, metalliseeritud augud jne). Kuna see plaat on valmistatud elektroonilise printimise abil, nimetatakse seda “trükkplaadiks”. Trükkplaadi nimetamine trükkplaadiks ei ole täpne, sest trükkplaadil pole ühtegi „trükitud komponenti”, vaid ainult juhtmestik.

Kuidas saada ja rakendada PCB elektromagnetilist teavet

Emscani elektromagnetilise ühilduvuse skaneerimissüsteem kasutab patenteeritud massiiviantennitehnoloogiat ja elektroonilist lülitustehnoloogiat, mis suudab mõõta PCB voolu suurel kiirusel. Emscani võtmeks on patenteeritud massiiviantenni kasutamine skannerile paigutatud töötava PCB lähiväljakiirguse mõõtmiseks. See antennimassiiv koosneb 40 x 32 (1280) väikesest H-välja sondist, mis on põimitud 8-kihilisele trükkplaadile ja trükkplaadile on lisatud kaitsekiht, et PCB testida. Spektri skaneerimise tulemused võivad anda meile ligikaudse ülevaate EUT loodud spektrist: mitu sageduskomponenti on ja iga sageduskomponendi ligikaudne suurus.

Täisriba skaneerimine

PCB plaadi disain põhineb vooluahela skemaatilisel diagrammil, et realiseerida vooluringi projekteerija nõutud funktsioone. Trükkplaadi disain viitab peamiselt paigutusele, mille puhul tuleb arvesse võtta erinevaid tegureid, nagu väliste ühenduste paigutus, sisemiste elektroonikakomponentide optimeeritud paigutus, metallühenduste ja läbivate aukude optimeeritud paigutus, elektromagnetiline kaitse ja soojuse hajumine. Suurepärane paigutus võib säästa tootmiskulusid ja saavutada hea vooluahela jõudluse ja soojuse hajumise. Lihtsat paigutust saab realiseerida käsitsi, samas kui keerukat paigutust tuleb realiseerida arvutipõhise disaini abil.

Spektri/ruumilise skaneerimise funktsiooni täitmisel asetage töötav PCB skannerile. PCB on skanneri ruudustikuga jagatud 7.6 mm × 7.6 mm ruudustikuks (iga võrk sisaldab H-välja andurit) ja käivitada pärast iga sondi täieliku sagedusriba skaneerimist (sagedusvahemik võib olla 10 kHz–3 GHz) , Emscan annab lõpuks kaks pilti, nimelt sünteesitud spektrogrammi (joonis 1) ja sünteesitud ruumikaardi (joonis 2).

Kuidas saada ja rakendada PCB elektromagnetilist teavet

Spektri/ruumilise skaneerimisega hangitakse kõik iga sondi spektriandmed kogu skaneerimisalas. Pärast spektri/ruumilise skaneerimise teostamist saate kõigi sageduste elektromagnetilise kiirguse teabe kõigis ruumilistes kohtades. Võite ette kujutada spektri/ruumilise skaneerimise andmeid joonisel 1 ja joonisel 2 kui hunnikut ruumilise skaneerimise andmete või spektri skannimise andmeid. sa saad:

1. Vaadake määratud sageduspunkti (ühe või mitme sageduse) ruumilist jaotuskaarti täpselt samamoodi nagu ruumilise skaneerimise tulemuse vaatamisel, nagu on näidatud joonisel 3.

2. Vaadake määratud füüsilise asukoha punkti spektrogrammi (üks või mitu ruudustikku) täpselt nagu spektri skaneerimise tulemust.

Erinevad ruumilised jaotusdiagrammid joonisel 3 on sageduspunktide ruumilised kõhudiagrammid, mida vaadeldakse läbi määratud sageduspunktide. See saadakse, määrates joonise ülemise spektrogrammi sageduspunkti tähega ×. Saate määrata sageduspunkti, et vaadata iga sageduspunkti ruumilist jaotust, või määrata mitu sageduspunkti, näiteks määrata kõik 83M harmoonilised punktid, et vaadata kogu spektrogrammi.

Joonisel 4 kujutatud spektrogrammil on hall osa koguspektrogramm ja sinine osa on spektrogramm määratud asukohas. Täpsustades trükkplaadi füüsilist asukohta tähega ×, võrreldes selles kohas genereeritud spektrogrammi (sinine) ja koguspektrogrammi (hall), leitakse häirete allika asukoht. Jooniselt 4 on näha, et selle meetodi abil saab kiiresti leida häireallika asukoha nii lairibahäirete kui ka kitsaribahäirete korral.

Leidke kiiresti elektromagnetiliste häirete allikas

Kuidas saada ja rakendada PCB elektromagnetilist teavet

Spektrianalüsaator on vahend elektriliste signaalide spektristruktuuri uurimiseks. Seda kasutatakse signaali moonutuste, modulatsiooni, spektri puhtuse, sageduse stabiilsuse ja intermodulatsiooni moonutuste mõõtmiseks. Seda saab kasutada teatud vooluringisüsteemide (nt võimendid ja filtrid) mõõtmiseks. Parameeter on mitmeotstarbeline elektrooniline mõõteriist. Seda võib nimetada ka sageduspiirkonna ostsilloskoobiks, jälgimisostsilloskoobiks, analüüsiostsilloskoobiks, harmooniliste analüsaatoriks, sageduskarakteristiku analüsaatoriks või Fourier analüsaatoriks. Kaasaegsed spektrianalüsaatorid suudavad kuvada analüüsitulemusi analoog- või digitaalsel viisil ning analüüsida elektrilisi signaale kõikides raadiosagedusalades alates väga madalast sagedusest kuni alla 1 Hz lainevahemikuni.

Spektrianalüsaatori ja ühe lähiväljasondi abil on võimalik leida ka “häirete allikad”. Siin kasutame metafoorina “tule kustutamise” meetodit. Kaugvälja testi (EMC standardkatse) võib võrrelda “tule tuvastamisega”. Kui sageduspunkt ületab piirväärtust, loetakse see „tulekahju tuvastamiseks“. Traditsioonilist “spekteranalüsaatori + ühe sondi” lahendust kasutavad EMI insenerid tavaliselt selleks, et tuvastada, “millisest šassii osast leek välja tuleb”. Pärast leegi tuvastamist kasutatakse üldiseks EMI summutamise meetodiks varjestust ja filtreerimist. “Leek” on toote sees kaetud. Emscan võimaldab meil tuvastada häireallika allika – “tulekahju”, aga ka näha “tulekahju”, st viisi, kuidas häireallikas levib.

On selgelt näha, et “täieliku elektromagnetilise teabe” abil on elektromagnetiliste häirete allikate leidmine väga mugav, see ei lahenda mitte ainult kitsaribaliste elektromagnetiliste häirete probleemi, vaid on efektiivne ka lairiba elektromagnetiliste häirete korral.

Üldine meetod on järgmine:

Kuidas saada ja rakendada PCB elektromagnetilist teavet

(1) Kontrollige põhilaine ruumilist jaotust ja leidke põhilaine ruumilise jaotuse kaardil suurim amplituudiga füüsiline asukoht. Lairibahäirete korral määrake sagedus lairibahäirete keskel (näiteks 60MHz-80MHz lairibahäired, saame määrata 70MHz), kontrollige sageduspunkti ruumilist jaotust ja leidke suurima amplituudiga füüsiline asukoht.

(2) Määrake asukoht ja vaadake asukoha spektrogrammi. Kontrollige, kas iga harmoonilise punkti amplituud selles asendis langeb kokku koguspektrogrammiga. Kui need kattuvad, tähendab see, et määratud asukoht on kõige tugevam koht, mis neid häireid tekitab. Lairibahäirete korral kontrollige, kas asukoht on kogu lairibahäirete maksimaalne asukoht.

(3) Paljudel juhtudel ei genereerita kõiki harmoonilisi ühes kohas. Mõnikord genereeritakse erinevates kohtades isegi harmoonilisi ja paarituid harmoonilisi või võib iga harmooniline komponent genereerida erinevates kohtades. Sel juhul saate leida kõige tugevama kiirgusega asukoha, vaadates teile oluliste sageduspunktide ruumilist jaotust.

(4) Meetmete rakendamine kõige tugevama kiirgusega kohtades on kahtlemata kõige tõhusam lahendus EMI/EMC probleemidele.

Selline EMI uurimismeetod, mis suudab tõeliselt jälgida “allikat” ja leviteed, võimaldab inseneridel kõrvaldada EMI-probleemid madalaima hinnaga ja kiireima kiirusega. Sideseadme tegeliku mõõtmise korral kiirgasid häired telefoniliini kaablist. Peale EMSCANi kasutamist eelmainitud jälgimise ja skaneerimise läbiviimiseks paigaldati lõpuks protsessoriplaadile veel paar filtrikondensaatorit, mis lahendas EMI probleemi, mida insener lahendada ei suutnud.

Leidke kiiresti vooluahela rikke asukoht

Kuidas saada ja rakendada PCB elektromagnetilist teavet

PCB keerukuse suurenemisega suureneb ka silumise raskus ja töökoormus. Ostsilloskoobi või loogikaanalüsaatoriga saab korraga jälgida ainult ühte või piiratud arvu signaalijooni. PCB-l võib aga olla tuhandeid signaaliliine. Insenerid leiavad probleemi ainult kogemuse või õnnega. Probleem.

Kui meil on tavalise plaadi ja vigase plaadi “täielik elektromagnetiline teave”, saame võrrelda nende kahe andmeid, et leida ebanormaalne sagedusspekter ja seejärel kasutada “häireallika asukoha tehnoloogiat” plaadi asukoha väljaselgitamiseks. ebanormaalne sagedusspekter. Leidke rikke asukoht ja põhjus.

Joonisel 5 on näidatud tavalise plaadi ja vigase plaadi sagedusspekter. Võrdluse kaudu on lihtne tuvastada, et vigasel plaadil on ebatavalised lairibahäired.

Seejärel leidke vigase plaadi ruumilisel jaotuskaardil koht, kus see “ebanormaalne sagedusspekter” genereeritakse, nagu on näidatud joonisel 6. Sel viisil paikneb tõrkekoht ruudustikul (7.6 mm × 7.6 mm) ja probleem võib olla väga tõsine. Diagnoos pannakse varsti.

Kuidas saada ja rakendada PCB elektromagnetilist teavet

Rakendusjuhtumid PCB disaini kvaliteedi hindamiseks

Hea PCB peab hoolikalt kavandama insener. Probleemid, mida tuleb kaaluda, hõlmavad järgmist:

(1) Mõistlik kaskaadkonstruktsioon

Eelkõige alusplaadi ja toitetasandi paigutus ning selle kihi kujundus, kus paiknevad tundlikud signaaliliinid ja palju kiirgust tekitavad signaaliliinid. Samuti on olemas maa- ja toitetasandi jagamine ning signaaliliinide marsruutimine jagatud ala ulatuses.

(2) Hoidke signaaliliini impedants võimalikult pidev

võimalikult vähe viasid; võimalikult vähe täisnurkseid jälgi; ja võimalikult väike voolu tagasivooluala, võib see tekitada vähem harmoonilisi ja madalamat kiirgusintensiivsust.

(3) Hea võimsusfilter

Mõistlik filtrikondensaatori tüüp, mahtuvuse väärtus, kogus ja paigutusasend, samuti alusplaadi ja toitetasandi mõistlik kihiline paigutus võivad tagada elektromagnetiliste häirete kontrolli võimalikult väikeses piirkonnas.

(4) Püüdke tagada alusplaadi terviklikkus

Kuidas saada ja rakendada PCB elektromagnetilist teavet

võimalikult vähe viasid; mõistlik ohutuskauguse kaudu; mõistlik seadme paigutus; alusplaadi terviklikkuse tagamiseks võimalikult suurel määral. Vastupidi, tihedad läbilaskeavad ja liiga suured turvavahed või ebamõistlik seadme paigutus mõjutavad tõsiselt alusplaadi ja toitetasandi terviklikkust, mille tulemuseks on suur hulk induktiivset ülekõnet, ühisrežiimi kiirgust ja vooluringi. tundlik väliste häirete suhtes.

(5) Leidke kompromiss signaali terviklikkuse ja elektromagnetilise ühilduvuse vahel

Seadme normaalse talitluse tagamise eeldusel suurendage nii palju kui võimalik signaali tõusva ja langeva serva aega, et vähendada signaali poolt tekitatava elektromagnetilise kiirguse amplituudi ja harmooniliste arvu. Näiteks peate valima sobiva summutustakisti, sobiva filtreerimismeetodi jne.

Varem sai PCB genereeritud täieliku elektromagnetvälja teabe kasutamine teaduslikult hinnata PCB disaini kvaliteeti. Kasutades trükkplaadi täielikku elektromagnetilist teavet, saab PCB projekteerimiskvaliteeti hinnata neljast järgmisest aspektist: 1. Sageduspunktide arv: harmooniliste arv. 2. Transientsed häired: ebastabiilsed elektromagnetilised häired. 3. Kiirguse intensiivsus: elektromagnetiliste häirete suurus igas sageduspunktis. 4. Jaotusala: elektromagnetiliste häirete jaotusala suurus PCB igas sageduspunktis.

Järgmises näites on A-tahvel B-tahvli täiustus. Kahe plaadi skemaatilised skeemid ja põhikomponentide paigutus on täpselt samad. Kahe plaadi spektri/ruumilise skaneerimise tulemused on näidatud joonisel 7:

Joonisel 7 olevast spektrogrammist on näha, et A-plaadi kvaliteet on ilmselgelt parem kui B-plaadil, sest:

1. A-tahvli sageduspunktide arv on ilmselgelt väiksem kui B-plaadil;

2. A-plaadi enamiku sageduspunktide amplituud on väiksem kui B-plaadil;

3. A-plaadi mööduvad häired (märgistamata sageduspunktid) on väiksemad kui B-plaadil.

Kuidas saada ja rakendada PCB elektromagnetilist teavet

Ruumidiagrammilt on näha, et A-plaadi elektromagnetiliste häirete kogujaotusala on palju väiksem kui B-plaadil. Vaatame elektromagnetiliste häirete jaotust teatud sageduspunktis. Joonisel 462 näidatud elektromagnetiliste häirete jaotuse järgi 8 MHz sageduspunktis on A-plaadi amplituud väike ja pindala väike. B-plaadil on suur valik ja eriti lai leviala.

Selle artikli kokkuvõte

PCB täielik elektromagnetiline teave võimaldab meil väga intuitiivselt mõista üldist PCB-d, mis mitte ainult ei aita inseneridel lahendada EMI/EMC probleeme, vaid aitab ka inseneridel PCB-d siluda ja pidevalt parandada PCB disainikvaliteeti. Samamoodi on EMSCANil palju rakendusi, näiteks aidata inseneridel lahendada elektromagnetilise tundlikkuse probleeme ja nii edasi.