디버깅을 위한 기존 도구 PCB 시간 영역 오실로스코프, TDR(시간 영역 반사 측정) 오실로스코프, 논리 분석기 및 주파수 영역 스펙트럼 분석기 및 기타 장비가 포함되지만 이러한 방법은 PCB 보드의 전체 정보를 반영할 수 없습니다. 데이터. PCB 기판은 또한 인쇄 회로 기판, 인쇄 회로 기판, 줄여서 인쇄 회로 기판, 줄여서 PCB(인쇄 회로 기판) 또는 PWB(인쇄 배선 기판)라고도 하며 절연 기판을 기재로 사용하여 특정 크기로 절단하고, 적어도 부착 구멍이 있는 전도성 패턴(예: 부품 구멍, 고정 구멍, 금속 구멍 등)은 이전 장치의 전자 부품 섀시를 대체하고 전자 부품 간의 상호 연결을 실현하는 데 사용됩니다. 이 기판은 전자 인쇄를 사용하여 만들어지기 때문에 “인쇄된” 회로 기판이라고 합니다. “인쇄회로기판”을 “인쇄회로기판”이라고 부르는 것은 인쇄회로기판에 “인쇄된 부품”이 없고 배선만 있기 때문에 정확하지 않습니다.

PCB 전자기 정보 획득 및 적용 방법

Emscan 전자파 적합성 스캐닝 시스템은 특허받은 어레이 안테나 기술과 전자 스위칭 기술을 사용하여 PCB의 전류를 고속으로 측정할 수 있습니다. Emscan의 핵심은 특허받은 어레이 안테나를 사용하여 스캐너에 배치된 작업 PCB의 근거리장 복사를 측정하는 것입니다. 이 안테나 어레이는 40층 회로 기판에 내장된 32 x 1280(8) 소형 H-필드 프로브로 구성되며 보호 층이 회로 기판에 추가되어 테스트 중인 PCB를 배치합니다. 스펙트럼 스캐닝의 결과는 EUT에서 생성된 스펙트럼, 즉 얼마나 많은 주파수 성분이 있는지, 각 주파수 성분의 대략적인 크기에 대한 대략적인 이해를 제공할 수 있습니다.

전체 대역 스캔

PCB 보드의 설계는 회로 설계자가 요구하는 기능을 구현하기 위해 회로도를 기반으로 합니다. 인쇄 회로 기판의 설계는 주로 외부 연결의 레이아웃, 내부 전자 부품의 최적화된 레이아웃, 금속 연결 및 관통 구멍의 최적화된 레이아웃, 전자기 보호 및 방열. 우수한 레이아웃 설계는 생산 비용을 절감하고 우수한 회로 성능 및 방열 성능을 달성할 수 있습니다. 간단한 레이아웃 디자인은 손으로 구현할 수 있지만 복잡한 레이아웃 디자인은 컴퓨터 지원 디자인을 통해 구현해야 합니다.

스펙트럼/공간 스캐닝 기능을 수행할 때 스캐너에 작업 PCB를 놓습니다. PCB는 스캐너의 그리드에 의해 7.6mm×7.6mm 그리드로 분할되고(각 그리드에는 H-필드 프로브가 포함됨) 각 프로브의 전체 주파수 대역을 스캔한 후 실행합니다(주파수 범위는 10kHz-3GHz일 수 있음). , Emscan은 마침내 합성된 스펙트로그램(그림 1)과 합성된 공간 지도(그림 2)라는 두 개의 그림을 제공합니다.

PCB 전자기 정보 획득 및 적용 방법

스펙트럼/공간 스캐닝은 전체 스캐닝 영역에서 각 프로브의 모든 스펙트럼 데이터를 얻습니다. 스펙트럼/공간 스캔을 수행한 후 모든 공간 위치에서 모든 주파수의 전자파 방사 정보를 얻을 수 있습니다. 그림 1과 그림 2의 스펙트럼/공간 스캔 데이터를 공간 스캔 데이터 묶음 또는 스펙트럼 스캔 데이터 묶음으로 상상할 수 있습니다. 당신은 할 수 있습니다:

1. 그림 3과 같이 공간 스캐닝 결과를 보는 것처럼 지정된 주파수 포인트(하나 이상의 주파수)의 공간 분포 맵을 봅니다.

2. 스펙트럼 스캔 결과를 보는 것처럼 지정된 물리적 위치 지점(하나 이상의 그리드)의 스펙트로그램을 봅니다.

Fig. 3의 다양한 공간 분포도는 지정된 주파수 포인트를 통해 본 주파수 포인트의 복부 공간도이다. 그림의 최상단 스펙트로그램에서 주파수 점을 ×로 지정하여 얻습니다. 주파수 포인트를 지정하여 각 주파수 포인트의 공간 분포를 보거나 여러 주파수 포인트를 지정할 수 있습니다. 예를 들어, 83M의 모든 조화 포인트를 지정하여 전체 스펙트로그램을 볼 수 있습니다.

그림 4의 스펙트로그램에서 회색 부분은 전체 스펙트로그램이고 파란색 부분은 지정된 위치의 스펙트로그램입니다. PCB의 물리적 위치를 ×로 지정하고 해당 위치에서 생성된 스펙트로그램(파란색)과 전체 스펙트로그램(회색)을 비교하여 간섭 소스의 위치를 ​​찾습니다. 이 방법은 광대역 간섭과 협대역 간섭 모두에 대한 간섭 소스의 위치를 ​​빠르게 찾을 수 있음을 그림 4에서 알 수 있습니다.

전자기 간섭의 원인을 신속하게 찾습니다.

PCB 전자기 정보 획득 및 적용 방법

스펙트럼 분석기는 전기 신호의 스펙트럼 구조를 연구하기 위한 도구입니다. 신호 왜곡, 변조, 스펙트럼 순도, 주파수 안정성 및 상호 변조 왜곡을 측정하는 데 사용됩니다. 증폭기 및 필터와 같은 특정 회로 시스템을 측정하는 데 사용할 수 있습니다. Parameter는 다목적 전자 측정기입니다. 주파수 영역 오실로스코프, 추적 오실로스코프, 분석 오실로스코프, 고조파 분석기, 주파수 특성 분석기 또는 푸리에 분석기라고도 합니다. 최신 스펙트럼 분석기는 분석 결과를 아날로그 또는 디지털 방식으로 표시할 수 있으며 매우 낮은 주파수에서 1Hz 미만의 밀리미터 이하 대역까지 모든 무선 주파수 대역에서 전기 신호를 분석할 수 있습니다.

스펙트럼 분석기와 단일 근거리 프로브를 사용하여 “간섭 소스”를 찾을 수도 있습니다. 여기서 우리는 은유로 “불을 끄는” 방법을 사용합니다. 원거리 테스트(EMC 표준 테스트)는 “화재 감지”에 비유할 수 있습니다. 주파수 포인트가 한계 값을 초과하면 “화재가 발견되었습니다”로 간주됩니다. 기존의 “스펙트럼 분석기 + 단일 프로브” 솔루션은 일반적으로 EMI 엔지니어가 “샤시에서 불꽃이 나오는 부분”을 감지하는 데 사용됩니다. 화염이 감지된 후 일반적인 EMI 억제 방법은 차폐 및 필터링을 사용하는 것입니다. “불꽃”은 제품 내부에 덮여 있습니다. Emscan을 사용하면 간섭 소스(“화재”)의 소스를 감지할 수 있을 뿐만 아니라 “화재”, 즉 간섭 소스가 확산되는 방식도 볼 수 있습니다.

“완전한 전자기 정보”를 사용하면 전자기 간섭 소스를 찾는 것이 매우 편리하고 협대역 전자기 간섭 문제를 해결할 수있을뿐만 아니라 광대역 전자기 간섭에도 효과적임을 분명히 알 수 있습니다.

일반적인 방법은 다음과 같습니다.

PCB 전자기 정보 획득 및 적용 방법

(1) 기본파의 공간 분포를 확인하고 기본파의 공간 분포도에서 진폭이 가장 큰 물리적 위치를 찾습니다. 광대역 간섭의 경우 광대역 간섭 중간에 주파수를 지정하고(예: 60MHz-80MHz 광대역 간섭, 70MHz 지정 가능) 주파수 포인트의 공간 분포를 확인하고 진폭이 가장 큰 물리적 위치를 찾습니다.

(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) 많은 경우에 모든 고조파가 한 위치에서 생성되는 것은 아닙니다. 때때로 짝수 고조파와 홀수 고조파가 다른 위치에서 생성되거나 각 고조파 성분이 다른 위치에서 생성될 수 있습니다. 이 경우 관심 있는 주파수 포인트의 공간적 분포를 보면 방사선이 가장 강한 위치를 찾을 수 있습니다.

(4) 방사선이 가장 강한 장소에서 조치를 취하는 것이 의심할 여지 없이 EMI/EMC 문제에 대한 가장 효과적인 솔루션입니다.

“소스” 및 전파 경로를 진정으로 추적할 수 있는 이러한 종류의 EMI 조사 방법을 통해 엔지니어는 가장 저렴한 비용과 가장 빠른 속도로 EMI 문제를 제거할 수 있습니다. 통신기기의 실제 측정의 경우 전화선 케이블에서 방사되는 방사 간섭. EMSCAN을 사용하여 위에서 언급한 추적 및 스캔을 수행한 후 마침내 몇 개의 필터 커패시터가 프로세서 보드에 추가로 설치되어 엔지니어가 해결할 수 없었던 EMI 문제를 해결했습니다.

Quickly locate the circuit fault location

PCB 전자기 정보 획득 및 적용 방법

PCB 복잡성이 증가함에 따라 디버깅의 어려움과 작업 부하도 증가하고 있습니다. 오실로스코프나 로직 분석기를 사용하면 한 번에 하나 또는 제한된 수의 신호 라인만 관찰할 수 있습니다. 그러나 PCB에는 수천 개의 신호 라인이 있을 수 있습니다. 엔지니어는 경험이나 운에 의해서만 문제를 찾을 수 있습니다. 문제.

정상 보드와 결함 보드의 “완전한 전자기 정보”가 있으면 둘의 데이터를 비교하여 비정상적인 주파수 스펙트럼을 찾은 다음 “간섭 소스 위치 기술”을 사용하여 결함 보드의 위치를 ​​찾을 수 있습니다. 비정상적인 주파수 스펙트럼. 고장의 위치와 원인을 찾으십시오.

그림 5는 정상 보드와 결함 보드의 주파수 스펙트럼을 보여줍니다. 비교를 통해 결함이 있는 보드에 비정상적인 광대역 간섭이 있음을 쉽게 알 수 있습니다.

그런 다음 그림 6과 같이 결함 보드의 공간 분포 맵에서 이 “이상 주파수 스펙트럼”이 생성되는 위치를 찾습니다. 이렇게 하여 결함 위치가 그리드(7.6mm x 7.6mm)에 위치하게 되며, 문제는 매우 심각할 수 있습니다. 곧 진단이 내려질 것입니다.

PCB 전자기 정보 획득 및 적용 방법

PCB 설계 품질 평가를 위한 적용 사례

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

(1) 합리적인 계단식 설계

특히 접지면과 전원면의 배치, 방사를 많이 발생시키는 민감한 신호선과 신호선이 위치하는 층의 설계. 또한 접지 플레인과 전원 플레인의 분할과 분할된 영역을 가로지르는 신호 라인의 라우팅이 있습니다.

(2) 신호 라인 임피던스를 가능한 한 연속적으로 유지하십시오.

가능한 한 적은 수의 비아; 가능한 한 적은 수의 직각 트레이스; 그리고 가능한 한 작은 전류 반환 영역, 더 적은 고조파 및 더 낮은 복사 강도를 생성할 수 있습니다.

(3) 좋은 파워 필터

합리적인 필터 캐패시터 유형, 캐패시턴스 값, 수량 및 배치 위치는 물론 접지면과 전원면의 합리적인 계층 배치는 가능한 가장 작은 영역에서 전자파 간섭을 제어할 수 있습니다.

(4) 접지면의 무결성 보장

PCB 전자기 정보 획득 및 적용 방법

가능한 한 적은 수의 비아; 안전 간격을 통해 합리적입니다. 합리적인 장치 레이아웃; 접지면의 무결성을 최대한 보장하기 위한 합리적인 비아 배열. 반대로 조밀한 비아와 너무 큰 비아 안전 간격 또는 비합리적인 장치 레이아웃은 접지면과 전원면의 무결성에 심각한 영향을 미치고 결과적으로 많은 양의 유도 혼선, 공통 모드 복사가 발생하고 회로가 더 많이 발생합니다. 외부 간섭에 민감합니다.

(5) 신호 무결성과 전자기 호환성 간의 절충안 찾기

장비의 정상적인 기능을 보장한다는 전제 하에 신호의 상승 및 하강 에지 시간을 최대한 늘려 신호에서 발생하는 전자기 복사의 진폭과 고조파 수를 줄이십시오. 예를 들어 적절한 감쇠 저항, 적절한 필터링 방법 등을 선택해야 합니다.

과거에는 PCB에서 생성된 완전한 전자기장 정보를 사용하여 PCB 설계의 품질을 과학적으로 평가할 수 있었습니다. PCB의 완전한 전자기 정보를 사용하여 PCB의 설계 품질은 다음 네 가지 측면에서 평가할 수 있습니다. 1. 주파수 포인트 수: 고조파 수. 2. 과도 간섭: 불안정한 전자기 간섭. 3. 방사 강도: 각 주파수 지점에서 전자기 간섭의 크기. 4. 분포 영역: PCB 상의 각 주파수 지점에서 전자파 간섭 분포 영역의 크기.

다음 예에서 A 보드는 B 보드의 개선 사항입니다. 두 보드의 개략도와 주요 구성 요소의 레이아웃은 정확히 동일합니다. 두 기판의 스펙트럼/공간 스캔 결과는 그림 7에 나와 있습니다.

그림 7의 스펙트로그램에서 다음과 같은 이유로 A 보드의 품질이 B 보드의 품질보다 분명히 우수함을 알 수 있습니다.

1. A 보드의 주파수 포인트 수가 B 보드의 주파수 포인트보다 분명히 적습니다.

2. A 보드의 대부분의 주파수 포인트의 진폭은 B 보드의 진폭보다 작습니다.

3. A 보드의 과도 간섭(표시되지 않은 주파수 지점)이 B 보드보다 적습니다.

PCB 전자기 정보 획득 및 적용 방법

A 플레이트의 전체 전자파 간섭 분포 영역이 B 플레이트보다 훨씬 작은 것을 공간 다이어그램에서 알 수 있습니다. 특정 주파수 지점에서의 전자기 간섭 분포를 살펴보겠습니다. 그림 462과 같은 8MHz 주파수 지점에서 전자파 간섭 분포로 판단하면 A 플레이트의 진폭이 작고 면적도 작다. B 보드는 넓은 범위와 특히 넓은 분포 영역을 가지고 있습니다.

이 기사의 요약

PCB의 완전한 전자기 정보는 엔지니어가 EMI/EMC 문제를 해결하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 엔지니어가 PCB를 디버그하고 PCB의 설계 품질을 지속적으로 개선하는 데 도움이 되는 전체 PCB에 대한 매우 직관적인 이해를 가능하게 합니다. 마찬가지로 엔지니어가 전자기 민감성 문제를 해결하도록 돕는 것과 같이 EMSCAN의 많은 응용 프로그램이 있습니다.