Tradicionalni alati za otklanjanje pogrešaka PCB uključuju: osciloskop u vremenskoj domeni, osciloskop TDR (time domain reflektometrija), logički analizator i analizator spektra frekvencijske domene i drugu opremu, ali ove metode ne mogu dati odraz ukupnih informacija o PCB ploči. podaci. PCB ploča također se naziva tiskana ploča, tiskana ploča, kratko tiskana ploča, skraćeno PCB (tiskana ploča) ili PWB (tiskana ploča za ožičenje), koristeći izolacijsku ploču kao osnovni materijal, izrezanu na određenu veličinu i barem pričvršćen Vodljivi uzorak s rupama (kao što su rupe za komponente, rupe za pričvršćivanje, metalizirane rupe, itd.) koristi se za zamjenu šasije elektroničkih komponenti prethodnog uređaja i ostvarivanje međusobne veze između elektroničkih komponenti. Budući da je ova ploča izrađena pomoću elektroničkog tiska, naziva se “tiskana” ploča. Nije točno nazivati ​​”tiskanu ploču” “tiskanim krugom” jer ne postoje “tiskane komponente”, već samo ožičenje na tiskanoj ploči.

Kako dobiti i primijeniti PCB elektromagnetske informacije

Emscan sustav za skeniranje elektromagnetske kompatibilnosti koristi patentiranu tehnologiju antenskog niza i tehnologiju elektroničkog preklapanja, koja može mjeriti struju PCB-a velikom brzinom. Ključ za Emscan je korištenje patentirane antene za mjerenje zračenja bliskog polja radnog PCB-a postavljenog na skener. Ovaj antenski niz sastoji se od 40 x 32 (1280) malih sondi H-polja, koje su ugrađene u 8-slojnu ploču, a na ploču je dodan zaštitni sloj kako bi se PCB testirao. Rezultati skeniranja spektra mogu nam dati grubo razumijevanje spektra koji generira EUT: koliko frekvencijskih komponenti postoji i približnu veličinu svake frekvencijske komponente.

Cijelo skeniranje pojasa

The design of the PCB board is based on the circuit schematic diagram to realize the functions required by the circuit designer. The design of the printed circuit board mainly refers to the layout design, which needs to consider various factors such as the layout of external connections, the optimized layout of internal electronic components, the optimized layout of metal connections and through holes, electromagnetic protection, and heat dissipation. Excellent layout design can save production cost and achieve good circuit performance and heat dissipation performance. Simple layout design can be realized by hand, while complex layout design needs to be realized with the aid of computer-aided design.

Prilikom izvođenja funkcije spektra/prostornog skeniranja, postavite radni PCB na skener. PCB je podijeljen na rešetke 7.6 mm × 7.6 mm pomoću mreže skenera (svaka mreža sadrži sondu H-polja) i izvrši se nakon skeniranja cijelog frekvencijskog pojasa svake sonde (frekvencijski raspon može biti od 10 kHz-3GHz) , Emscan na kraju daje dvije slike, i to sintetizirani spektrogram (slika 1) i sintetiziranu kartu prostora (slika 2).

Kako dobiti i primijeniti PCB elektromagnetske informacije

Spectrum/spatial scanning obtains all the spectrum data of each probe in the entire scanning area. After performing a spectrum/spatial scan, you can get the electromagnetic radiation information of all frequencies at all spatial locations. You can imagine the spectrum/spatial scan data in Figure 1 and Figure 2 as a bunch of spatial scan data or a bunch of spectrum Scan the data. you can:

1. Pregledajte kartu prostorne distribucije određene frekvencijske točke (jedne ili više frekvencija) baš kao što gledate rezultat prostornog skeniranja, kao što je prikazano na slici 3.

2. Pregledajte spektrogram određene točke fizičke lokacije (jedna ili više mreža) baš kao i rezultat skeniranja spektra.

Različiti dijagrami prostorne distribucije na slici 3 su dijagrami prostornog abdomena frekvencijskih točaka gledanih kroz određene frekvencijske točke. Dobiva se specificiranjem frekvencijske točke s × u najgornjem spektrogramu na slici. Možete odrediti frekvencijsku točku da vidite prostornu distribuciju svake frekvencijske točke ili možete odrediti više frekvencijskih točaka, na primjer, specificirati sve harmonijske točke 83M za prikaz ukupnog spektrograma.

U spektrogramu na slici 4. sivi dio je ukupni spektrogram, a plavi dio je spektrogram na navedenoj poziciji. Određivanjem fizičke lokacije na PCB-u s ×, uspoređivanjem spektrograma (plavo) i ukupnog spektrograma (sivo) generiranog na toj poziciji, nalazi se mjesto izvora smetnji. Na slici 4. može se vidjeti da ova metoda može brzo pronaći mjesto izvora smetnji i za širokopojasne i za uskopojasne smetnje.

Brzo locirajte izvor elektromagnetskih smetnji

Kako dobiti i primijeniti PCB elektromagnetske informacije

A spectrum analyzer is an instrument for studying the spectrum structure of electrical signals. It is used to measure signal distortion, modulation, spectral purity, frequency stability, and intermodulation distortion. It can be used to measure certain circuit systems such as amplifiers and filters. Parameter is a multi-purpose electronic measuring instrument. It can also be called frequency domain oscilloscope, tracking oscilloscope, analysis oscilloscope, harmonic analyzer, frequency characteristic analyzer or Fourier analyzer. Modern spectrum analyzers can display analysis results in analog or digital ways, and can analyze electrical signals in all radio frequency bands from very low frequency to sub-millimeter wave bands below 1 Hz.

Korištenjem analizatora spektra i jedne sonde bliskog polja također se mogu locirati “izvori smetnji”. Ovdje koristimo metodu “gašenja požara” kao metaforu. Test dalekog polja (EMC standardni test) može se usporediti s “otkrivanjem požara”. Ako točka frekvencije prelazi graničnu vrijednost, smatra se da je “pronađen požar”. Tradicionalno rješenje “analizator spektra + jedna sonda” općenito koriste EMI inženjeri za otkrivanje “iz kojeg dijela kućišta izlazi plamen”. Nakon što se plamen otkrije, opća metoda suzbijanja EMI-a je korištenje zaštite i filtriranja. “Plamen” je prekriven unutar proizvoda. Emscan nam omogućuje da otkrijemo izvor izvora smetnji-„požar“, ali i da vidimo „požar“, odnosno način na koji se izvor smetnji širi.

Jasno se može vidjeti da je korištenjem “potpunih elektromagnetskih informacija” vrlo prikladno locirati izvore elektromagnetskih smetnji, ne samo da može riješiti problem uskopojasnih elektromagnetskih smetnji, već je učinkovit i za širokopojasne elektromagnetske smetnje.

Opća metoda je sljedeća:

Kako dobiti i primijeniti PCB elektromagnetske informacije

(1) Provjerite prostornu raspodjelu temeljnog vala i pronađite fizički položaj s najvećom amplitudom na karti prostorne raspodjele temeljnog vala. Za širokopojasne smetnje navedite frekvenciju u sredini širokopojasne smetnje (na primjer, 60MHz-80MHz širokopojasne smetnje, možemo odrediti 70MHz), provjerite prostornu distribuciju frekvencijske točke i pronađite fizičku lokaciju s najvećom amplitudom.

(2) Specify the location and look at the spectrogram of the location. Check whether the amplitude of each harmonic point at this position coincides with the total spectrogram. If they overlap, it means that the designated location is the strongest place that produces these interferences. For broadband interference, check whether the location is the maximum location of the entire broadband interference.

(3) In many cases, not all harmonics are generated at one location. Sometimes even harmonics and odd harmonics are generated at different locations, or each harmonic component may be generated at different locations. In this case, you can find the location with the strongest radiation by looking at the spatial distribution of the frequency points you care about.

(4) Poduzimanje mjera na mjestima s najjačim zračenjem nedvojbeno je najučinkovitije rješenje EMI/EMC problema.

Ova vrsta metode istraživanja EMI-a koja uistinu može pratiti “izvor” i put propagacije omogućuje inženjerima da eliminiraju probleme EMI uz najnižu cijenu i najveću brzinu. U stvarnom mjernom slučaju komunikacijskog uređaja, zračene smetnje zračile su iz kabela telefonske linije. Nakon korištenja EMSCAN-a za provedbu gore spomenutog praćenja i skeniranja, na procesorsku ploču konačno je instalirano još nekoliko filterskih kondenzatora, čime je riješen EMI problem koji inženjer nije mogao riješiti.

Quickly locate the circuit fault location

Kako dobiti i primijeniti PCB elektromagnetske informacije

S povećanjem složenosti PCB-a, povećavaju se i poteškoće i radno opterećenje otklanjanja pogrešaka. S osciloskopom ili logičkim analizatorom može se istodobno promatrati samo jedan ili ograničen broj signalnih linija. Međutim, na PCB-u može postojati tisuće signalnih linija. Inženjeri mogu pronaći problem samo iskustvom ili srećom. Problem.

Ako imamo “potpune elektromagnetske informacije” normalne ploče i neispravne ploče, možemo usporediti podatke te dvije da bismo pronašli abnormalni frekvencijski spektar, a zatim upotrijebiti “tehnologiju lokacije izvora smetnji” da saznamo mjesto gdje se nalazi abnormalni frekvencijski spektar. Pronađite mjesto i uzrok kvara.

Slika 5 prikazuje frekvencijski spektar normalne i neispravne ploče. Usporedbom je lako otkriti da na neispravnoj ploči postoje nenormalne širokopojasne smetnje.

Zatim na karti prostorne distribucije neispravne ploče pronađite mjesto na kojem se generira ovaj “nenormalni frekvencijski spektar”, kao što je prikazano na slici 6. Na taj se način mjesto kvara nalazi na mreži (7.6 mm×7.6 mm), i problem može biti vrlo ozbiljan. Uskoro će biti postavljena dijagnoza.

Kako dobiti i primijeniti PCB elektromagnetske informacije

Slučajevi primjene za ocjenjivanje kvalitete dizajna PCB-a

A good PCB needs to be carefully designed by an engineer. The issues that need to be considered include:

(1) Razuman kaskadni dizajn

Osobito raspored zemaljske i strujne ravni te dizajn sloja u kojem se nalaze osjetljive signalne linije i signalne linije koje stvaraju mnogo zračenja. Tu je i podjela zemaljske i strujne ravni, te usmjeravanje signalnih vodova kroz podijeljeno područje.

(2) Držite impedanciju signalne linije što je moguće kontinuiranijom

Što manje prolaza; što manje pravokutnih tragova; a što manje područje povrata struje može proizvesti manje harmonika i niži intenzitet zračenja.

(3) Dobar filter snage

Razuman tip filtarskog kondenzatora, vrijednost kapacitivnosti, količina i položaj postavljanja, kao i razuman slojevit raspored uzemljenja i ravni snage, mogu osigurati da se elektromagnetske smetnje kontroliraju na najmanjem mogućem području.

(4) Pokušajte osigurati integritet uzemljenja

Kako dobiti i primijeniti PCB elektromagnetske informacije

Što manje prolaza; razumno kroz sigurnosni razmak; razuman raspored uređaja; razumno putem aranžmana kako bi se u najvećoj mjeri osigurao integritet uzemljenja. Naprotiv, gusti spojevi i preveliki sigurnosni razmaci ili nerazuman raspored uređaja, ozbiljno će utjecati na integritet uzemljenja i strujne ravni, što će rezultirati velikom količinom induktivnog preslušavanja, uobičajenog zračenja, te će uzrokovati sklop Više osjetljiv na vanjske smetnje.

(5) Pronađite kompromis između integriteta signala i elektromagnetske kompatibilnosti

Uz pretpostavku osiguravanja normalnog funkcioniranja opreme, povećajte vrijeme porasta i pada signala što je više moguće kako biste smanjili amplitudu i broj harmonika elektromagnetskog zračenja koje generira signal. Na primjer, trebate odabrati odgovarajući otpornik za prigušivanje, prikladnu metodu filtriranja i tako dalje.

U prošlosti je korištenje potpunih informacija o elektromagnetskom polju koje je generirao PCB moglo znanstveno procijeniti kvalitetu dizajna PCB-a. Koristeći potpune elektromagnetske informacije PCB-a, kvaliteta dizajna PCB-a može se ocijeniti iz sljedeća četiri aspekta: 1. Broj frekvencijskih točaka: broj harmonika. 2. Prolazne smetnje: nestabilne elektromagnetske smetnje. 3. Intenzitet zračenja: veličina elektromagnetskih smetnji u svakoj točki frekvencije. 4. Područje distribucije: veličina područja distribucije elektromagnetskih smetnji na svakoj frekvencijskoj točki na PCB-u.

U sljedećem primjeru, A ploča je poboljšanje ploče B. Shematski dijagrami dviju ploča i raspored glavnih komponenti potpuno su isti. Rezultati spektralnog/prostornog skeniranja dviju ploča prikazani su na slici 7:

Iz spektrograma na slici 7. može se vidjeti da je kvaliteta ploče A očito bolja od one ploče B, jer:

1. Broj frekvencijskih točaka A ploče je očito manji od broja B ploče;

2. Amplituda većine frekvencijskih točaka A ploče je manja od one na B ploči;

3. Prijelazne smetnje (frekventne točke koje nisu označene) ploče A manja su od one ploče B.

Kako dobiti i primijeniti PCB elektromagnetske informacije

Iz prostornog dijagrama se može vidjeti da je ukupna površina distribucije elektromagnetskih smetnji A ploče mnogo manja od one B ploče. Pogledajmo distribuciju elektromagnetskih smetnji u određenoj točki frekvencije. Sudeći prema distribuciji elektromagnetskih smetnji na frekvencijskoj točki od 462 MHz prikazanoj na slici 8, amplituda A ploče je mala, a površina je mala. B ploča ima veliki raspon i posebno široko područje distribucije.

Sažetak ovog članka

Kompletne elektromagnetske informacije o PCB-u omogućuju nam da imamo vrlo intuitivno razumijevanje cjelokupnog PCB-a, što ne samo da pomaže inženjerima u rješavanju EMI/EMC problema, već također pomaže inženjerima da otklone pogreške na PCB-u i kontinuirano poboljšavaju kvalitetu dizajna PCB-a. Slično, postoje mnoge primjene EMSCAN-a, kao što je pomoć inženjerima u rješavanju problema s elektromagnetskom osjetljivošću i tako dalje.