Les outils de débogage traditionnels de PCB comprennent : un oscilloscope dans le domaine temporel, un oscilloscope TDR (réflectométrie dans le domaine temporel), un analyseur logique et un analyseur de spectre dans le domaine fréquentiel et d’autres équipements, mais ces moyens ne peuvent pas refléter les informations globales des données de la carte PCB. Cet article présente la méthode d’obtention d’informations électromagnétiques complètes sur les PCB avec le système EMSCAN et décrit comment utiliser ces informations pour faciliter la conception et le débogage.

EMSCAN fournit des fonctions de balayage du spectre et de l’espace. Les résultats de l’analyse spectrale peuvent nous donner une idée générale du spectre produit par l’EUT : combien y a-t-il de composantes fréquentielles et quelle est l’amplitude approximative de chaque composante fréquentielle. Le résultat du balayage spatial est une carte topographique avec une couleur représentant l’amplitude pour un point de fréquence. Nous pouvons voir la distribution dynamique du champ électromagnétique d’un certain point de fréquence généré par PCB en temps réel.

La « source d’interférence » peut également être localisée à l’aide d’un analyseur de spectre et d’une seule sonde de champ proche. Ici utiliser la méthode du « feu » pour réaliser une métaphore, on peut comparer le test en champ lointain (test standard EMC) à « détecter un feu », s’il y a un point de fréquence au-delà de la limite, il est considéré comme « trouvé un feu ”. Le schéma traditionnel « Analyseur de spectre + sonde unique » est généralement utilisé par les ingénieurs EMI pour détecter de quelle partie du châssis une flamme s’échappe. Lorsqu’une flamme est détectée, la suppression des interférences électromagnétiques est généralement effectuée par blindage et filtrage pour couvrir la flamme à l’intérieur du produit. EMSCAN nous permet de détecter la source d’une interférence, le « allumage » ainsi que le « feu », qui est le chemin de propagation de l’interférence. Lorsque EMSCAN est utilisé pour vérifier le problème EMI de l’ensemble du système, le processus de traçage de flamme à flamme est généralement adopté. Par exemple, scannez d’abord le châssis ou le câble pour vérifier d’où vient l’interférence, puis recherchez à l’intérieur du produit, quel PCB est à l’origine de l’interférence, puis recherchez l’appareil ou le câblage.

La méthode générale est la suivante :

(1) Localisez rapidement les sources d’interférences électromagnétiques. Regardez la distribution spatiale de l’onde fondamentale et trouvez l’emplacement physique avec la plus grande amplitude sur la distribution spatiale de l’onde fondamentale. Pour les interférences large bande, spécifiez une fréquence au milieu de l’interférence large bande (comme une interférence large bande 60MhZ-80mhz, nous pouvons spécifier 70MHz), vérifiez la distribution spatiale de ce point de fréquence, trouvez l’emplacement physique avec la plus grande amplitude.

(2) Spécifiez la position et consultez la carte du spectre de la position. Vérifiez que l’amplitude de chaque point harmonique à cet endroit coïncide avec le spectre total. En cas de chevauchement, cela signifie que l’emplacement spécifié est l’endroit le plus fort pour produire ces perturbations. Pour les interférences large bande, vérifiez si cette position est la position maximale de l’ensemble des interférences large bande.

(3) Dans de nombreux cas, tous les harmoniques ne sont pas générés au même endroit, parfois des harmoniques paires et impaires sont générées à différents endroits, ou chaque composante harmonique peut être générée à différents endroits. Dans ce cas, vous pouvez trouver le rayonnement le plus puissant en regardant la distribution spatiale des points de fréquence qui vous intéressent.

(4) C’est sans aucun doute le plus efficace pour résoudre les problèmes EMI/EMC en prenant des mesures à l’endroit avec le rayonnement le plus fort.

Cette méthode de détection EMI, qui peut véritablement retracer la « source » et l’itinéraire de propagation, permet aux ingénieurs de résoudre les problèmes EMI au moindre coût et le plus rapidement. Dans le cas d’un appareil de communication, où le rayonnement rayonnait d’un câble téléphonique, il est devenu évident qu’il n’était pas possible d’ajouter un blindage ou un filtrage au câble, laissant les ingénieurs sans défense. Après avoir utilisé EMSCAN pour effectuer le suivi et le balayage ci-dessus, quelques yuans supplémentaires ont été dépensés pour la carte processeur et plusieurs autres condensateurs de filtrage ont été installés, ce qui a résolu le problème EMI que les ingénieurs ne pouvaient pas résoudre auparavant. Localisation rapide des défauts du circuit Figure 5 : Diagramme de spectre de la carte normale et de la carte de défaut.

À mesure que la complexité du PCB augmente, la difficulté et la charge de travail du débogage augmentent également. Avec un oscilloscope ou un analyseur logique, une seule ou un nombre limité de lignes de signaux peuvent être observées à la fois, alors qu’aujourd’hui, il peut y avoir des milliers de lignes de signaux sur un PCB, et les ingénieurs doivent se fier à l’expérience ou à la chance pour trouver le problème. Si nous avons les “informations électromagnétiques complètes” de la carte normale et de la carte défectueuse, nous pouvons trouver le spectre de fréquence anormal en comparant les deux données, puis utiliser la “technologie de localisation de la source d’interférence” pour trouver l’emplacement de la fréquence anormale spectre, et nous pouvons alors trouver rapidement l’emplacement et la cause du défaut. Ensuite, l’emplacement du « spectre anormal » a été trouvé sur la carte de distribution spatiale de la plaque de faille, comme le montre la figure 6. De cette façon, l’emplacement du défaut était localisé sur une grille (7.6 mm × 7.6 mm) et le problème pouvait être rapidement diagnostiqué. Figure 6 : Trouvez l’emplacement du « spectre anormal » sur la carte de distribution spatiale de la plaque de faille.

Résumé de cet article

Les informations électromagnétiques complètes du PCB peuvent nous permettre d’avoir une compréhension très intuitive de l’ensemble du PCB, non seulement aider les ingénieurs à résoudre les problèmes EMI/EMC, mais aussi aider les ingénieurs à déboguer le PCB et à améliorer constamment la qualité de conception du PCB. EMSCAN a également de nombreuses applications, comme aider les ingénieurs à résoudre les problèmes de sensibilité électromagnétique.