As ferramentas tradicionais de depuración de PCB inclúen: osciloscopio de dominio temporal, osciloscopio TDR (reflectometría de dominio de tempo), analizador lóxico e analizador de espectro de dominio de frecuencia e outros equipos, pero estes medios non poden reflectir a información xeral dos datos da placa PCB. Este artigo introduce o método para obter información electromagnética completa de PCB con sistema EMSCAN e describe como usar esta información para axudar a deseñar e depurar.

EMSCAN ofrece funcións de dixitalización de espectro e espazo. Os resultados da exploración do espectro poden darnos unha idea xeral do espectro producido por EUT: cantos compoñentes de frecuencia hai e cal é a amplitude aproximada de cada compoñente de frecuencia. O resultado da exploración espacial é un mapa topográfico con cor que representa a amplitude dun punto de frecuencia. Podemos ver a distribución dinámica do campo electromagnético dun determinado punto de frecuencia xerado polo PCB en tempo real.

A “fonte de interferencia” tamén se pode localizar usando un analizador de espectro e unha única sonda de campo próximo. Aquí use o método de “lume” para realizar unha metáfora, pode comparar a proba de campo afastada (proba estándar EMC) para “detectar un incendio”, se hai un punto de frecuencia máis alá do límite, considérase como “atopou un incendio ”. Os enxeñeiros EMI usan o esquema tradicional “Analizador de espectro + sonda única” para detectar de que parte do chasis escapa unha chama. Cando se detecta unha chama, a supresión de EMI normalmente lévase a cabo mediante blindaxe e filtrado para cubrir a chama dentro do produto. EMSCAN permítenos detectar a fonte dunha interferencia, o “acendido”, así como o “lume”, que é o camiño de propagación da interferencia. Cando EMSCAN se usa para comprobar o problema EMI de todo o sistema, adóitase adoptar o proceso de trazado de chama en chama. Por exemplo, primeiro escanee o chasis ou o cable para comprobar de onde provén a interferencia, despois rastrexa o interior do produto, que PCB está causando a interferencia e despois rastrexa o dispositivo ou o cableado.

O método xeral é o seguinte:

(1) Localice rapidamente as fontes de interferencia electromagnética. Mire a distribución espacial da onda fundamental e atope a localización física coa maior amplitude na distribución espacial da onda fundamental. Para interferencias de banda ancha, especifique unha frecuencia no medio da interferencia de banda ancha (como unha interferencia de banda ancha de 60MhZ-80mhz, podemos especificar 70MHz), comprobe a distribución espacial deste punto de frecuencia, busque a localización física coa maior amplitude.

(2) Especifique a posición e vexa o mapa do espectro da posición. Comprobe que a amplitude de cada punto harmónico nesa situación coincide co espectro total. Se se superpón, significa que o lugar especificado é o lugar máis forte para producir estas perturbacións. Para interferencias de banda ancha, comprobe se esta posición é a posición máxima de toda a interferencia de banda ancha.

(3) En moitos casos, non todos os harmónicos se xeran no mesmo lugar, ás veces incluso os harmónicos e os armónicos impares xéranse en diferentes lugares, ou cada compoñente harmónico pode xerarse en diferentes lugares. Neste caso, podes atopar a radiación máis forte observando a distribución espacial dos puntos de frecuencia que che importan.

(4) Sen dúbida, é o máis eficaz para resolver problemas EMI / EMC tomando medidas no lugar con radiación máis forte.

Este método de detección de EMI, que realmente pode rastrexar a “fonte” e a ruta de propagación, permite aos enxeñeiros solucionar problemas de EMI ao menor custo e máis rápido. No caso dun dispositivo de comunicacións, onde a radiación radiaba desde un cable telefónico, fíxose evidente que non era posible engadir blindaxe ou filtrado ao cable, deixando aos enxeñeiros desamparados. Despois de empregar EMSCAN para realizar o seguimento e dixitalización anterior, gastáronse algúns yuanes máis na placa do procesador e instaláronse varios condensadores de filtro máis, o que resolveu o problema EMI que os enxeñeiros non podían resolver antes. Localización de fallos do circuíto de localización rápida Figura 5: Diagrama de espectro da placa normal e da placa de fallos.

A medida que aumenta a complexidade do PCB, tamén aumenta a dificultade e a carga de traballo da depuración. Cun osciloscopio ou analizador lóxico, só se pode observar unha ou un número limitado de liñas de sinal á vez, mentres que hoxe en día pode haber miles de liñas de sinal nun PCB e os enxeñeiros teñen que confiar na experiencia ou na sorte para atopar o problema. Se temos a “información electromagnética completa” da placa normal e da placa defectuosa, podemos atopar o espectro de frecuencia anormal comparando os dous datos e despois usar a “tecnoloxía de localización de fontes de interferencia” para descubrir a situación da frecuencia anormal espectro, e logo podemos atopar rapidamente a localización e a causa da avaría. A continuación, atopouse a localización do “espectro anormal” no mapa de distribución espacial da placa de avaría, como se mostra na FIG.6. Deste xeito, a localización do fallo localizouse nunha rede (7.6 mm × 7.6 mm) e o problema podería diagnosticarse rapidamente. Figura 6: Atopar a situación do “espectro anormal” no mapa de distribución espacial da placa de avaría.

Resumo deste artigo

A información electromagnética completa do PCB pode permitirnos unha comprensión moi intuitiva de todo o PCB, non só axudar aos enxeñeiros a resolver problemas EMI / EMC, senón tamén axudar aos enxeñeiros a depurar PCB e mellorar constantemente a calidade de deseño do PCB. EMSCAN tamén ten moitas aplicacións, como axudar aos enxeñeiros a resolver problemas de sensibilidade electromagnética.