De tradisjonele ark foar debuggen PCB befetsje: tiiddomene oscilloscope, TDR (time domain reflectometry) oscilloscope, logika analyzer, en frekwinsje domein spektrum analysator en oare apparatuer, mar dizze metoaden kinne net jaan in wjerspegeling fan de algemiene ynformaasje fan de PCB board. data. PCB board wurdt ek wol printe circuit board, printe circuit board, printe circuit board foar koarte, PCB (printe circuit board) of PWB (printe wiring board) foar koarte, mei help fan isolearjende board as de basis materiaal, snije yn in bepaalde grutte, en op syn minst taheakke In conductive patroan mei gatten (lykas komponint gatten, bevestiging gatten, metallized gatten, ensfh) wurdt brûkt om te ferfangen it chassis fan de elektroanyske komponinten fan it foarige apparaat en realisearje de ûnderlinge ferbining tusken de elektroanyske komponinten. Om’t dit boerd wurdt makke mei elektroanysk printsjen, wurdt it in “printe” circuit board neamd. It is net krekt te neamen “printe circuit board” as “printe circuit” omdat der gjin “printe komponinten” mar allinnich wiring op de printe circuit board.

Hoe kinne jo elektromagnetyske PCB-ynformaasje krije en tapasse

It scansysteem foar elektromagnetyske kompatibiliteit fan Emscan brûkt in patintearre array-antennetechnology en elektroanyske skeakeltechnology, dy’t de stroom fan ‘e PCB op hege snelheid kinne mjitte. De kaai foar Emscan is it brûken fan in patintearre array-antenne om de strieling fan ‘e near-field te mjitten fan’ e wurkjende PCB pleatst op ‘e scanner. Dizze antenne array bestiet út 40 x 32 (1280) lytse H-field sondes, dy’t binne ynbêde yn in 8-laach circuit board, en in beskermjende laach wurdt tafoege oan it circuit board te pleatsen de PCB ûnder test. De resultaten fan spektrumskennen kinne ús in rûch begryp jaan fan it spektrum generearre troch de EUT: hoefolle frekwinsjekomponinten binne d’r, en de likernôch grutte fan elke frekwinsjekomponint.

Folsleine band scan

It ûntwerp fan it PCB-boerd is basearre op it skematyske diagram fan it circuit om de funksjes te realisearjen dy’t nedich binne troch de circuitûntwerper. It ûntwerp fan it printe circuit board ferwiist benammen nei it layout-ûntwerp, dat ferskate faktoaren moat beskôgje, lykas de yndieling fan eksterne ferbiningen, de optimalisearre yndieling fan ynterne elektroanyske komponinten, de optimalisearre yndieling fan metalen ferbinings en trochgatten, elektromagnetyske beskerming, en waarmte dissipaasje. Excellent layout design kin besparje produksje kosten en berikke goede circuit prestaasjes en waarmte dissipation prestaasjes. Ienfâldich layout-ûntwerp kin mei de hân realisearre wurde, wylst kompleks layout-ûntwerp moat wurde realisearre mei help fan kompjûterstipe ûntwerp.

By it útfieren fan de spektrum / romtlike skennen funksje, pleats de wurkjende PCB op ‘e scanner. De PCB is ferdield yn 7.6mm × 7.6mm rasters troch it raster fan ‘e scanner (elk raster befettet in H-fjildsonde), en útfiere Nei it scannen fan de folsleine frekwinsjeband fan elke sonde (it frekwinsjeberik kin wêze fan 10kHz-3GHz) , Emscan jout úteinlik twa plaatsjes, nammentlik it syntetisearre spektrogram (figuer 1) en de syntetisearre romtekaart (figuer 2).

Hoe kinne jo elektromagnetyske PCB-ynformaasje krije en tapasse

Spektrum / romtlike skennen kriget alle spektrumgegevens fan elke sonde yn it heule skennengebiet. Nei it útfieren fan in spektrum / romtlike scan kinne jo de elektromagnetyske strielingynformaasje krije fan alle frekwinsjes op alle romtlike lokaasjes. Jo kinne it spektrum / romtlike scangegevens yn figuer 1 en figuer 2 foarstelle as in boskje romtlike scangegevens as in bosk spektrum Scan de gegevens. Do kinst:

1. Besjoch de romtlike ferdielingskaart fan it oantsjutte frekwinsjepunt (ien of mear frekwinsjes) krekt lykas it besjen fan it romtlike skennenresultaat, lykas werjûn yn figuer 3.

2. Besjoch it spektrogram fan it oantsjutte fysike lokaasjepunt (ien of mear rasters) lykas it besjen fan it resultaat fan it spektrumscan.

De ferskate romtlike ferdieling diagrammen yn figuer 3 binne de romtlike buik diagrammen fan de frekwinsje punten sjoen troch oanwiisde frekwinsje punten. It wurdt krigen troch it opjaan fan it frekwinsjepunt mei × yn it boppeste spektrogram yn ‘e figuer. Jo kinne in frekwinsjepunt oantsjutte om de romtlike ferdieling fan elk frekwinsjepunt te besjen, of jo kinne meardere frekwinsjepunten opjaan, bygelyks alle harmonische punten fan 83M om it totale spektrogram te besjen.

Yn it spektrogram yn figuer 4 is it grize diel it totale spektrogram, en it blauwe diel is it spektrogram op ‘e oantsjutte posysje. Troch de fysike lokaasje op ‘e PCB oan te jaan mei ×, it fergelykjen fan it spektrogram (blau) en it totale spektrogram (griis) generearre op dy posysje, wurdt de lokaasje fan ‘e ynterferinsjeboarne fûn. It kin sjoen wurde út figuer 4 dat dizze metoade kin fluch fine de lokaasje fan de ynterferinsje boarne foar sawol breedbân ynterferinsje en narrowband ynterferinsje.

Sykje fluch de boarne fan elektromagnetyske ynterferinsje

Hoe kinne jo elektromagnetyske PCB-ynformaasje krije en tapasse

In spektrumanalysator is in ynstrumint foar it bestudearjen fan de spektrumstruktuer fan elektryske sinjalen. It wurdt brûkt om sinjaalferfoarming, modulaasje, spektrale suverens, frekwinsjestabiliteit en intermodulaasjeferfoarming te mjitten. It kin brûkt wurde om bepaalde circuitsystemen te mjitten lykas fersterkers en filters. Parameter is in multyfunksjoneel elektroanysk mjitynstrumint. It kin ek wurde neamd frekwinsje domein oscilloscope, tracking oscilloscope, analyse oscilloscope, harmonic analysator, frekwinsje karakteristyk analyzer of Fourier analysator. Moderne spektrumanalysators kinne analyseresultaten werjaan op analoge as digitale manieren, en kinne elektryske sinjalen analysearje yn alle radiofrekwinsjebanden fan heul lege frekwinsje oant sub-millimeterwellebanden ûnder 1 Hz.

It brûken fan in spektrumanalysator en in inkele near-field sonde kin ek “ynterferinsjeboarnen” lokalisearje. Hjir brûke wy de metoade fan “blussen fan fjoer” as metafoar. De far-field test (EMC standert test) kin wurde fergelike mei “detectie fjoer”. As in frekwinsjepunt boppe de limytwearde komt, wurdt it beskôge as “in brân is fûn.” De tradisjonele oplossing “spektrumanalysator + single probe” wurdt algemien brûkt troch EMI-yngenieurs om te detektearjen “út hokker diel fan it chassis de flam komt út”. Nei’t de flam is ûntdutsen, is de algemiene EMI-ûnderdrukkingmetoade it brûken fan skermjen en filterjen. “Flame” is bedutsen binnen it produkt. Emscan lit ús de boarne fan ‘e ynterferinsjeboarne – “fjoer” opspoare, mar ek om it “fjoer” te sjen, dat is de manier wêrop de ynterferinsjeboarne ferspriedt.

It kin dúdlik sjoen wurde dat it brûken fan “folsleine elektromagnetyske ynformaasje” heul handich is om boarnen fan elektromagnetyske ynterferinsje te finen, net allinich it probleem fan smelbân elektromagnetyske ynterferinsje kin oplosse, mar ek effektyf foar breedbân elektromagnetyske ynterferinsje.

De algemiene metoade is as folgjend:

Hoe kinne jo elektromagnetyske PCB-ynformaasje krije en tapasse

(1) Kontrolearje de romtlike ferdieling fan ‘e fûnemintele welle, en fyn de fysike posysje mei de grutste amplitude op’ e romtlike ferdielingskaart fan ‘e fûnemintele welle. Foar breedbân ynterferinsje, spesifisearje in frekwinsje yn ‘e midden fan’ e breedbân ynterferinsje (Bygelyks, in 60MHz-80MHz breedbân ynterferinsje, kinne wy ​​oantsjutte 70MHz), kontrolearje de romtlike ferdieling fan de frekwinsje punt, en fine de fysike lokaasje mei de grutste amplitude.

(2) Spesifisearje de lokaasje en besjoch it spektrogram fan ‘e lokaasje. Kontrolearje oft de amplitude fan elk harmonic punt op dizze posysje oerienkomt mei it totale spektrogram. As se oerlaapje, betsjut it dat de oanwiisde lokaasje it sterkste plak is dat dizze ynterferinsjes produsearret. Foar breedbân ynterferinsje, kontrolearje oft de lokaasje is de maksimale lokaasje fan de hiele breedbân ynterferinsje.

(3) Yn in protte gefallen wurde net alle harmoniken op ien lokaasje generearre. Soms sels harmonics en ûneven harmonics wurde oanmakke op ferskillende lokaasjes, of elke harmonic komponint kin wurde oanmakke op ferskillende lokaasjes. Yn dit gefal kinne jo de lokaasje fine mei de sterkste strieling troch te sjen nei de romtlike ferdieling fan ‘e frekwinsjepunten dy’t jo soarchje.

(4) Maatregelen nimme op ‘e plakken mei de sterkste strieling is sûnder mis de meast effektive oplossing foar EMI / EMC-problemen.

Dit soarte fan EMI-ûndersykmetoade dy’t de “boarne” en fuortplantingspaad wirklik kin traceare kinne yngenieurs EMI-problemen eliminearje tsjin de leechste kosten en fluchste snelheid. Yn in werklike mjitting gefal fan in kommunikaasje apparaat, útstriele ynterferinsje útstjoerd út de telefoan line kabel. Nei it brûken fan EMSCAN foar it útfieren fan de boppeneamde tracking en skennen, waarden úteinlik in pear mear filterkondensatoren ynstalleare op it prosessorboerd, wat it EMI-probleem oplosse dat de yngenieur net koe oplosse.

Sykje fluch de lokaasje fan ‘e circuitfout

Hoe kinne jo elektromagnetyske PCB-ynformaasje krije en tapasse

Mei de tanimming fan PCB-kompleksiteit nimt de muoite en wurkdruk fan debuggen ek ta. Mei in oscilloskoop of logyske analysator kin mar ien of in beheind oantal sinjaallinen tagelyk wurde waarnommen. D’r kinne lykwols tûzenen sinjaallinen op ‘e PCB wêze. Yngenieurs kinne allinnich fine it probleem troch ûnderfining of gelok. It probleem.

As wy de “folsleine elektromagnetyske ynformaasje” hawwe fan it normale boerd en it defekte boerd, kinne wy ​​​​de gegevens fan ‘e twa fergelykje om it abnormale frekwinsjespektrum te finen, en brûk dan de “ynterferinsjeboarnelokaasjetechnology” om de lokaasje fan ‘e lokaasje te finen. abnormale frekwinsje spektrum. Fyn de lokaasje en oarsaak fan it mislearjen.

Figuer 5 toant it frekwinsjespektrum fan it normale boerd en it defekte boerd. Troch ferliking is it maklik om te finen dat der in abnormale breedbân ynterferinsje is op it defekte boerd.

Dan fine de lokaasje dêr’t dit “abnormale frekwinsje spektrum” wurdt oanmakke op ‘e romtlike ferdieling kaart fan’ e defekt board, lykas werjûn yn figuer 6. Op dizze wize, de fout lokaasje leit op in roaster (7.6 mm × 7.6 mm), en it probleem kin wêze hiel serieus. De diagnoaze sil gau makke wurde.

Hoe kinne jo elektromagnetyske PCB-ynformaasje krije en tapasse

Applikaasjegefallen foar it evaluearjen fan kwaliteit fan PCB-ûntwerp

In goede PCB moat soarchfâldich ûntwurpen wurde troch in yngenieur. De problemen dy’t moatte wurde beskôge omfetsje:

(1) Redelijk cascadearjende ûntwerp

Benammen de ynrjochting fan it grûnfleantúch en it krêftfleantúch, en it ûntwerp fan ‘e laach dêr’t de gefoelige sinjaallinen en sinjaallinen sitte dy’t in protte strieling generearje. D’r binne ek de ferdieling fan it grûnfleanmasine en it krêftfleantúch, en de rûte fan sinjaallinen oer it ferdielde gebiet.

(2) Hâld de sinjaallineimpedânsje sa kontinu mooglik

Sa min mooglik fias; sa min mooglik rjochthoekige spoaren; en sa lyts mooglik aktuele return gebiet, it kin produsearje minder harmonics en legere stralingsintensiteit.

(3) Goede macht filter

Redelijke filterkondensatortype, kapasitânsjewearde, kwantiteit en pleatsingsposysje, lykas in ridlike laach arranzjemint fan grûnfleantúch en krêftfleantúch, kinne soargje dat elektromagnetyske ynterferinsje wurdt kontroleare yn it lytste mooglike gebiet.

(4) Besykje de yntegriteit fan ‘e grûnflak te garandearjen

Hoe kinne jo elektromagnetyske PCB-ynformaasje krije en tapasse

Sa min mooglik fias; ridlike fia feiligens spacing; ridlike apparaat yndieling; ridlik fia regeling te garandearjen de yntegriteit fan de grûn fleantúch foar it grutste part. Krektoarsom, tichte fias en te grut fia feiligens spacing, of ûnferstannich apparaat layout, sil serieus beynfloedzje de yntegriteit fan de grûn fleanmasine en macht fleanmasine, resultearret yn in grutte hoemannichte inductive crosstalk, mienskiplike modus strieling, en sil feroarsaakje it circuit More gefoelich foar eksterne ynterferinsje.

(5) Fyn in kompromis tusken sinjaalintegriteit en elektromagnetyske kompatibiliteit

Op it útgongspunt fan it garandearjen fan ‘e normale funksje fan’ e apparatuer, ferheegje de opkommende en fallende rânetiid fan it sinjaal safolle mooglik om de amplitude en it oantal harmoniken fan elektromagnetyske strieling te ferleegjen dat troch it sinjaal wurdt generearre. Jo moatte bygelyks in gaadlike dampende wjerstân selektearje, in gaadlike filtermetoade, ensfh.

Yn it ferline kin it gebrûk fan ‘e folsleine elektromagnetyske fjildynformaasje generearre troch de PCB de kwaliteit fan it PCB-ûntwerp wittenskiplik evaluearje. Mei de folsleine elektromagnetyske ynformaasje fan ‘e PCB kin de ûntwerpkwaliteit fan’ e PCB evaluearre wurde út de folgjende fjouwer aspekten: 1. It oantal frekwinsjepunten: it oantal harmoniken. 2. Transient ynterferinsje: ynstabile elektromagnetyske ynterferinsje. 3. Stralingsintensiteit: de omfang fan elektromagnetyske ynterferinsje op elk frekwinsjepunt. 4. Distribúsjegebiet: de grutte fan it distribúsjegebiet fan elektromagnetyske ynterferinsje op elk frekwinsjepunt op ‘e PCB.

Yn it folgjende foarbyld is it A-boerd in ferbettering fan it B-boerd. De skematyske diagrammen fan ‘e twa boerden en de yndieling fan’ e haadkomponinten binne krekt itselde. De resultaten fan it spektrum / romtlike skennen fan de twa boerden wurde werjûn yn figuer 7:

Ut it spektrogram yn figuer 7 kin sjoen wurde dat de kwaliteit fan it A-boerd fansels better is as dy fan it B-boerd, om’t:

1. It tal frekwinsjepunten fan it A-boerd is fansels minder as dat fan it B-boerd;

2. De amplitude fan de measte frekwinsje punten fan de A board is lytser as dy fan de B board;

3. De oergeande ynterferinsje (frekwinsjepunten dy’t net markearre binne) fan it A-boerd is minder as dat fan it B-boerd.

Hoe kinne jo elektromagnetyske PCB-ynformaasje krije en tapasse

It kin sjoen wurde út it romtediagram dat it totale gebiet fan elektromagnetyske ynterferinsjeferdieling fan ‘e A-plaat folle lytser is as dat fan’ e B-plaat. Litte wy ris sjen nei de distribúsje fan elektromagnetyske ynterferinsje op in bepaald frekwinsjepunt. Oardieljen fan ‘e elektromagnetyske ynterferinsjeferdieling op it 462MHz-frekwinsjepunt werjûn yn figuer 8, is de amplitude fan’ e A-plaat lyts en it gebiet is lyts. It B-boerd hat in grut berik en in bysûnder breed distribúsjegebiet.

Gearfetting fan dit artikel

De folsleine elektromagnetyske ynformaasje fan ‘e PCB lit ús in heul yntuïtyf begryp hawwe fan’ e algemiene PCB, dy’t net allinich helpt yngenieurs op te lossen EMI / EMC-problemen, mar helpt ek yngenieurs debuggen fan ‘e PCB en kontinu ferbetterje fan it ûntwerpkwaliteit fan ‘e PCB. Likegoed binne d’r in protte tapassingen fan EMSCAN, lykas it helpen fan yngenieurs op te lossen problemen mei elektromagnetyske gefoelichheid ensafuorthinne.