A hagyományos eszközök a hibakereséshez PCB ide tartozik: időtartomány oszcilloszkóp, TDR (time domain reflektometria) oszcilloszkóp, logikai elemző, frekvenciatartomány spektrumanalizátor és egyéb berendezések, de ezek a módszerek nem tükrözik a PCB kártya általános információit. adat. A nyomtatott áramköri lapot nyomtatott áramköri lapnak, nyomtatott áramköri lapnak, rövidre nyomtatott áramköri lapnak, röviden PCB-nek (nyomtatott áramköri lapnak) vagy PWB-nek (nyomtatott huzalozási lapnak) is nevezik, alapanyagként szigetelőlapot használva, meghatározott méretre vágva, és legalább csatolva Egy vezetőképes minta furatokkal (pl. alkatrészfuratok, rögzítőfuratok, fémezett furatok stb.) szolgál az előző készülék elektronikai alkatrészeinek házának cseréjére és az elektronikus alkatrészek közötti összekapcsolás megvalósítására. Mivel ez a kártya elektronikus nyomtatással készült, „nyomtatott” áramköri lapnak nevezik. Nem pontos a „nyomtatott áramköri lapot” „nyomtatott áramkörnek” nevezni, mert nincsenek „nyomtatott alkatrészek”, hanem csak vezetékek vannak a nyomtatott áramköri lapon.

A PCB elektromágneses információ megszerzése és alkalmazása

Az Emscan elektromágneses kompatibilitást vizsgáló rendszer szabadalmaztatott antennatömb technológiát és elektronikus kapcsolási technológiát használ, amely képes nagy sebességgel mérni a PCB áramát. Az Emscan kulcsa egy szabadalmaztatott tömbantenna használata a szkenneren elhelyezett működő PCB közeli térsugárzásának mérésére. Ez az antennatömb 40 x 32 (1280) kis H-mezős szondából áll, amelyek egy 8 rétegű áramköri lapba vannak beágyazva, és egy védőréteget adnak az áramköri laphoz, hogy a NYÁK-t teszteljék. A spektrum pásztázás eredménye hozzávetőlegesen megértheti az EUT által generált spektrumot: hány frekvenciakomponens van, és az egyes frekvenciakomponensek hozzávetőleges nagysága.

Teljes sávos pásztázás

A NYÁK kártya tervezése az áramköri kapcsolási rajzon alapul, hogy megvalósítsa az áramkörtervező által megkívánt funkciókat. A nyomtatott áramköri lap kialakítása elsősorban az elrendezésre vonatkozik, amelynek során különféle tényezőket kell figyelembe venni, mint például a külső csatlakozások elrendezése, a belső elektronikai alkatrészek optimalizált elrendezése, a fémcsatlakozások és átmenő furatok optimalizált elrendezése, az elektromágneses védelem, ill. hőleadás. A kiváló elrendezés megtakaríthatja a gyártási költségeket, és jó áramköri teljesítményt és hőelvezetési teljesítményt érhet el. Az egyszerű elrendezést kézzel is meg lehet valósítani, míg a bonyolult elrendezést számítógépes tervezéssel kell megvalósítani.

A spektrum/térbeli pásztázás funkció végrehajtásakor helyezze a működő PCB-t a szkennerre. A PCB-t a szkenner rácsja 7.6 mm × 7.6 mm-es rácsokra osztja (mindegyik rács tartalmaz egy H-mezőszondát), és végrehajtja az egyes szondák teljes frekvenciasávjának letapogatását (a frekvenciatartomány 10 kHz-3 GHz lehet) , az Emscan végül két képet ad, mégpedig a szintetizált spektrogramot (1. ábra) és a szintetizált tértérképet (2. ábra).

A PCB elektromágneses információ megszerzése és alkalmazása

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. Tekintse meg a megadott frekvenciapont (egy vagy több frekvencia) térbeli eloszlási térképét, ugyanúgy, mint a térbeli pásztázás eredményét, a 3. ábrán látható módon.

2. Tekintse meg a megadott fizikai helypont spektrogramját (egy vagy több rácsot), ugyanúgy, mint a spektrum pásztázás eredményét.

A 3. ábrán látható különböző térbeli eloszlási diagramok a frekvenciapontok térbeli hasábrái a kijelölt frekvenciapontokon keresztül nézve. Ezt úgy kapjuk meg, hogy az ábra legfelső spektrogramján a frekvenciapontot ×-szel adjuk meg. Megadhat egy frekvenciapontot az egyes frekvenciapontok térbeli eloszlásának megtekintéséhez, vagy megadhat több frekvenciapontot is, például megadhatja a 83M összes harmonikus pontját a teljes spektrogram megtekintéséhez.

A 4. ábra spektrogramján a szürke rész a teljes spektrogram, a kék rész pedig a megadott helyen lévő spektrogram. A NYÁK-n a fizikai hely ×-vel történő megadásával, az adott helyen generált spektrogram (kék) és a teljes spektrogram (szürke) összehasonlításával megkereshető az interferenciaforrás helye. A 4. ábrán látható, hogy ezzel a módszerrel gyorsan meg lehet találni az interferenciaforrás helyét mind a szélessávú, mind a keskeny sávú interferencia esetében.

Gyorsan keresse meg az elektromágneses interferencia forrását

A PCB elektromágneses információ megszerzése és alkalmazása

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.

Egy spektrumanalizátor és egyetlen közeli szonda segítségével az „interferenciaforrások” is megtalálhatók. Itt a „tűzoltás” módszerét használjuk metaforaként. A távoli teszt (EMC standard teszt) a „tűz észleléséhez” hasonlítható. Ha egy frekvenciapont túllépi a határértéket, azt úgy kell tekinteni, hogy „tüzet találtak”. A hagyományos „spektrumanalizátor + egyetlen szonda” megoldást általában az EMI mérnökei használják annak észlelésére, hogy „a váz melyik részéből jön ki a láng”. A láng észlelése után az általános EMI-elnyomási módszer az árnyékolás és a szűrés. A „láng” el van takarva a termék belsejében. Az Emscan lehetővé teszi számunkra, hogy észleljük az interferenciaforrás forrását – „tűz”, de azt is, hogy lássuk a „tüzet”, vagyis azt, ahogyan az interferenciaforrás terjed.

Jól látható, hogy a „teljes elektromágneses információ” felhasználásával nagyon kényelmes az elektromágneses interferencia forrásainak felkutatása, nemcsak a keskeny sávú elektromágneses interferencia problémáját lehet megoldani, hanem a szélessávú elektromágneses interferencia esetén is hatékony.

Az általános módszer a következő:

A PCB elektromágneses információ megszerzése és alkalmazása

(1) Ellenőrizze az alaphullám térbeli eloszlását, és keresse meg a legnagyobb amplitúdójú fizikai pozíciót az alaphullám térbeli eloszlási térképén! Szélessávú interferencia esetén adjunk meg egy frekvenciát a szélessávú interferencia közepén (például 60MHz-80MHz szélessávú interferencia, 70MHz-et is megadhatunk), ellenőrizze a frekvenciapont térbeli eloszlását, és keresse meg a legnagyobb amplitúdójú fizikai helyet.

(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) Az EMI/EMC problémák leghatékonyabb megoldása kétségtelenül a legerősebb sugárzású helyeken történő intézkedések megtétele.

Ez a fajta EMI-vizsgálati módszer, amely valóban nyomon tudja követni a „forrást” és a terjedési utat, lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy a legalacsonyabb költséggel és leggyorsabb sebességgel küszöböljék ki az EMI-problémákat. Egy kommunikációs eszköz tényleges mérési esetben a telefonvonal kábeléből sugárzott interferencia. Miután az EMSCAN segítségével elvégezték a fent említett nyomkövetést és szkennelést, végül néhány további szűrőkondenzátor került a processzorlapra, amivel megoldódott a mérnök által megoldhatatlan EMI probléma.

Quickly locate the circuit fault location

A PCB elektromágneses információ megszerzése és alkalmazása

A PCB bonyolultságának növekedésével a hibakeresés nehézségei és munkaterhelése is növekszik. Oszcilloszkóppal vagy logikai analizátorral egyszerre csak egy vagy korlátozott számú jelvonal figyelhető meg. A PCB-n azonban több ezer jelvonal lehet. A mérnökök csak tapasztalattal vagy szerencsével találhatják meg a problémát. A probléma.

Ha rendelkezünk a normál kártya és a hibás kártya „teljes elektromágneses információival”, összehasonlíthatjuk a kettő adatait, hogy megtaláljuk az abnormális frekvenciaspektrumot, majd az „interferenciaforrás helymeghatározási technológiával” megkeressük a kártya elhelyezkedését. abnormális frekvenciaspektrum. Keresse meg a hiba helyét és okát.

Az 5. ábra a normál kártya és a hibás kártya frekvenciaspektrumát mutatja. Az összehasonlítás során könnyen megállapítható, hogy a hibás kártyán rendellenes szélessávú interferencia van.

Ezután keresse meg a hibás kártya térbeli eloszlási térképén azt a helyet, ahol ez az „abnormális frekvenciaspektrum” keletkezik, ahogy az a 6. ábrán látható. Ily módon a hiba helye egy rácson (7.6 mm × 7.6 mm) található, és a probléma nagyon komoly lehet. A diagnózis hamarosan megtörténik.

A PCB elektromágneses információ megszerzése és alkalmazása

Alkalmazási esetek PCB tervezési minőség értékeléséhez

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

(1) Ésszerű lépcsőzetes kialakítás

Főleg az alapsík és a teljesítménysík elrendezése, illetve annak a rétegnek a kialakítása, ahol az érzékeny jelvonalak és a sok sugárzást generáló jelvezetékek találhatók. Létezik még az alapsík és a teljesítménysík felosztása, valamint a jelvezetékek osztása a megosztott területen.

(2) Tartsa a jelvezeték impedanciáját a lehető legfolytonosabban

A lehető legkevesebb vias; a lehető legkevesebb derékszögű nyom; és a lehető legkisebb az áram visszatérési területe, kevesebb felharmonikust és alacsonyabb sugárzási intenzitást tud előállítani.

(3) Jó teljesítményszűrő

Az ésszerű szűrőkondenzátor típusa, kapacitásértéke, mennyisége és elhelyezése, valamint az alaplap és a teljesítménysík ésszerű rétegzett elrendezése biztosíthatja az elektromágneses interferencia szabályozását a lehető legkisebb területen.

(4) Próbálja meg biztosítani az alaplap integritását

A PCB elektromágneses információ megszerzése és alkalmazása

A lehető legkevesebb vias; ésszerű a biztonsági távolságon keresztül; ésszerű eszközelrendezés; ésszerű olyan elrendezéssel, amely a lehető legnagyobb mértékben biztosítja az alaplap integritását. Éppen ellenkezőleg, a sűrű átmenetek és a túl nagy átmenő biztonsági távolságok vagy az ésszerűtlen eszközelrendezés súlyosan befolyásolja az alaplap és a teljesítménysík integritását, ami nagy mennyiségű induktív áthallást, közös módú sugárzást eredményez, és az áramkört. érzékeny a külső interferenciára.

(5) Keressen kompromisszumot a jel integritása és az elektromágneses kompatibilitás között

A berendezés normál működésének biztosítása érdekében a jel felfutó és lefutó élének idejét a lehető legnagyobb mértékben növelje, hogy csökkentse a jel által keltett elektromágneses sugárzás amplitúdóját és harmonikusainak számát. Például ki kell választani egy megfelelő csillapító ellenállást, megfelelő szűrési módot stb.

A múltban a PCB által generált teljes elektromágneses térinformáció felhasználása tudományosan értékelte a PCB tervezésének minőségét. A NYÁK teljes elektromágneses információinak felhasználásával a NYÁK tervezési minősége az alábbi négy szempont szerint értékelhető: 1. Frekvenciapontok száma: a harmonikusok száma. 2. Tranziens interferencia: instabil elektromágneses interferencia. 3. Sugárzás intenzitása: az elektromágneses interferencia nagysága az egyes frekvenciapontokban. 4. Elosztási terület: az elektromágneses interferencia eloszlási területének mérete a nyomtatott áramköri lap minden egyes frekvenciapontjában.

A következő példában az A tábla a B tábla továbbfejlesztése. A két tábla sematikus ábrája és a fő alkatrészek elrendezése teljesen megegyezik. A két tábla spektrum/térbeli letapogatásának eredményeit a 7. ábra mutatja:

A 7. ábra spektrogramjából látható, hogy az A tábla minősége nyilvánvalóan jobb, mint a B tábláé, mert:

1. Az A tábla frekvenciapontjainak száma nyilvánvalóan kevesebb, mint a B tábláé;

2. Az A kártya legtöbb frekvenciapontjának amplitúdója kisebb, mint a B tábláé;

3. Az A kártya tranziens zavarása (a frekvenciapontok, amelyek nincsenek megjelölve) kisebb, mint a B tábláé.

A PCB elektromágneses információ megszerzése és alkalmazása

A térdiagramból látható, hogy az A lemez teljes elektromágneses interferencia eloszlási területe sokkal kisebb, mint a B lemezé. Nézzük meg az elektromágneses interferencia eloszlását egy bizonyos frekvenciaponton. A 462. ábrán látható 8 MHz-es frekvenciapont elektromágneses interferencia-eloszlásából ítélve az A lemez amplitúdója kicsi, a területe kicsi. A B tábla széles választékkal és különösen széles elosztási területtel rendelkezik.

A cikk összefoglalása

A PCB teljes elektromágneses információja lehetővé teszi számunkra, hogy nagyon intuitív módon megértsük a teljes PCB-t, ami nemcsak segít a mérnököknek megoldani az EMI/EMC problémákat, hanem segít a mérnököknek a PCB hibakeresésében és a PCB tervezési minőségének folyamatos javításában is. Hasonlóképpen az EMSCAN-nak számos alkalmazása létezik, például segít a mérnököknek megoldani az elektromágneses érzékenységgel kapcsolatos problémákat és így tovább.