Tradiciniai derinimo įrankiai PCB apima: laiko srities osciloskopą, TDR (laiko srities reflektometrija) osciloskopą, loginį analizatorių ir dažnio srities spektro analizatorių bei kitą įrangą, tačiau šie metodai negali atspindėti visos PCB plokštės informacijos. duomenis. PCB plokštė taip pat vadinama spausdintinės plokštės, spausdintinės plokštės, spausdintinės plokštės trumpam, PCB (spausdintinės plokštės) arba PWB (spausdintinės laidų plokštės) trumpai, naudojant izoliacinę plokštę kaip pagrindinę medžiagą, supjaustytą į tam tikrą dydį ir bent jau pritvirtintas Laidus modelis su skylutėmis (pavyzdžiui, komponentų skylės, tvirtinimo angos, metalizuotos skylės ir kt.) naudojamas pakeisti ankstesnio įrenginio elektroninių komponentų korpusą ir realizuoti elektroninių komponentų tarpusavio ryšį. Kadangi ši plokštė pagaminta naudojant elektroninį spausdinimą, ji vadinama “spausdinta” plokšte. Netikslu „spausdintinę plokštę“ vadinti „spausdintine grandine“, nes spausdintinėje plokštėje nėra „spausdintinių komponentų“, o tik laidai.

Kaip gauti ir pritaikyti PCB elektromagnetinę informaciją

Emscan elektromagnetinio suderinamumo nuskaitymo sistema naudoja patentuotą matricos antenos technologiją ir elektroninę perjungimo technologiją, kuri gali išmatuoti PCB srovę dideliu greičiu. „Emscan“ raktas yra patentuotos matricos antenos naudojimas ant skaitytuvo esančios darbinės PCB artimojo lauko spinduliuotei matuoti. Šią antenos masyvą sudaro 40 x 32 (1280) mažų H lauko zondų, kurie yra įterpti į 8 sluoksnių plokštę, o ant plokštės pridedamas apsauginis sluoksnis, kad būtų galima išbandyti PCB. Spektro nuskaitymo rezultatai leidžia mums apytiksliai suprasti EUT generuojamą spektrą: kiek dažnių komponentų yra ir apytikslį kiekvieno dažnio komponento dydį.

Visos juostos nuskaitymas

PCB plokštės dizainas yra pagrįstas grandinės schema, kad būtų įgyvendintos grandinės dizainerio reikalingos funkcijos. Spausdintinės plokštės dizainas daugiausia susijęs su išdėstymo dizainu, kuriame reikia atsižvelgti į įvairius veiksnius, tokius kaip išorinių jungčių išdėstymas, optimizuotas vidinių elektroninių komponentų išdėstymas, optimizuotas metalinių jungčių ir kiaurymių išdėstymas, elektromagnetinė apsauga ir Šilumos išsklaidymas. Puikus išdėstymo dizainas gali sutaupyti gamybos sąnaudas ir pasiekti gerą grandinės našumą bei šilumos išsklaidymą. Paprastas maketavimas gali būti įgyvendintas ranka, o sudėtingas maketavimas turi būti įgyvendintas naudojant kompiuterinį dizainą.

Atliekant spektro/erdvinio nuskaitymo funkciją, ant skaitytuvo uždėkite veikiančią PCB. Skaitytuvo tinklelis PCB yra padalintas į 7.6 mm × 7.6 mm tinklelius (kiekviename tinklelyje yra H lauko zondas) ir vykdomas Nuskenavus visą kiekvieno zondo dažnių juostą (dažnių diapazonas gali būti nuo 10 kHz iki 3 GHz) , Emscan galiausiai pateikia dvi nuotraukas, būtent susintetintą spektrogramą (1 pav.) ir susintetintą erdvės žemėlapį (2 pav.).

Kaip gauti ir pritaikyti PCB elektromagnetinę informaciją

Spektro / erdvinis nuskaitymas gauna visus kiekvieno zondo spektro duomenis visoje nuskaitymo srityje. Atlikę spektro/erdvinį nuskaitymą, galite gauti visų dažnių elektromagnetinės spinduliuotės informaciją visose erdvinėse vietose. Spektro/erdvinio nuskaitymo duomenis 1 ir 2 paveiksluose galite įsivaizduoti kaip krūvą erdvinio nuskaitymo duomenų arba spektro nuskaitymo duomenų krūvą. tu gali:

1. Peržiūrėkite nurodyto dažnio taško (vieno ar daugiau dažnių) erdvinio pasiskirstymo žemėlapį taip pat, kaip ir erdvinio nuskaitymo rezultatą, kaip parodyta 3 paveiksle.

2. Peržiūrėkite nurodyto fizinės vietos taško spektrogramą (vieną ar daugiau tinklelių) taip pat, kaip peržiūrėdami spektro nuskaitymo rezultatą.

Įvairios erdvinio pasiskirstymo diagramos 3 pav. yra dažnių taškų erdvinės pilvo diagramos, žiūrimos per nurodytus dažnio taškus. Jis gaunamas nurodant dažnio tašką su × viršutinėje paveikslo spektrogramoje. Galite nurodyti dažnio tašką, kad peržiūrėtumėte kiekvieno dažnio taško erdvinį pasiskirstymą, arba galite nurodyti kelis dažnio taškus, pavyzdžiui, nurodykite visus 83M harmoninius taškus, kad peržiūrėtumėte bendrą spektrogramą.

4 paveiksle esančioje spektrogramoje pilka dalis yra visa spektrograma, o mėlyna dalis yra spektrograma nurodytoje padėtyje. Nurodant fizinę vietą ant PCB su ×, lyginant spektrogramą (mėlyna) ir bendrą spektrogramą (pilka), sugeneruotą toje vietoje, randama trukdžių šaltinio vieta. Iš 4 paveikslo matyti, kad šiuo metodu galima greitai rasti tiek plačiajuosčio, tiek siaurajuosčio ryšio trikdžių trukdžių šaltinio vietą.

Greitai suraskite elektromagnetinių trukdžių šaltinį

Kaip gauti ir pritaikyti PCB elektromagnetinę informaciją

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.

Naudojant spektro analizatorių ir vieną artimojo lauko zondą taip pat galima rasti „trukdžių šaltinius“. Čia kaip metaforą naudojame „ugnies gesinimo“ metodą. Tolimojo lauko testą (EMC standartinį bandymą) galima palyginti su „gaisro aptikimu“. Jei dažnio taškas viršija ribinę vertę, tai laikoma, kad „buvo rastas gaisras“. Tradicinį „spektro analizatoriaus + vieno zondo“ sprendimą dažniausiai naudoja EMI inžinieriai, norėdami nustatyti, „iš kurios važiuoklės dalies kyla liepsna“. Aptikus liepsną, bendras EMI slopinimo metodas yra naudoti ekranavimą ir filtravimą. „Liepsna“ yra uždengta gaminio viduje. Emscan leidžia aptikti trukdžių šaltinio šaltinį – „ugnį“, bet ir pamatyti „ugnį“, tai yra, kaip trukdžių šaltinis plinta.

Aiškiai matyti, kad naudojant „pilną elektromagnetinę informaciją“ labai patogu nustatyti elektromagnetinių trukdžių šaltinius, ne tik galima išspręsti siaurajuosčių elektromagnetinių trukdžių problemą, bet ir efektyvu plačiajuosčiams elektromagnetiniams trukdžiams.

Bendras metodas yra toks:

Kaip gauti ir pritaikyti PCB elektromagnetinę informaciją

(1) Patikrinkite pamatinės bangos erdvinį pasiskirstymą ir pamatinės bangos erdvinio pasiskirstymo žemėlapyje raskite fizinę padėtį su didžiausia amplitudė. Plačiajuosčio ryšio trikdžiams nurodykite dažnį plačiajuosčio ryšio trikdžių viduryje (pvz., 60MHz-80MHz plačiajuosčio ryšio trikdžiai, galime nurodyti 70MHz), patikrinkite dažnio taško erdvinį pasiskirstymą ir raskite fizinę vietą su didžiausia amplitudė.

(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) Daugeliu atvejų ne visos harmonikos sukuriamos vienoje vietoje. Kartais net harmonikos ir nelyginės harmonikos generuojamos skirtingose ​​vietose arba kiekvienas harmoninis komponentas gali būti generuojamas skirtingose ​​vietose. Tokiu atveju galite rasti vietą su stipriausia spinduliuote, žiūrėdami į jums rūpimų dažnio taškų erdvinį pasiskirstymą.

(4) Neabejotinai veiksmingiausias EMI/EMS problemų sprendimas yra priemonių taikymas vietose, kuriose yra stipriausia spinduliuotė.

Toks EMI tyrimo metodas, galintis iš tikrųjų atsekti „šaltinį“ ir sklidimo kelią, leidžia inžinieriams pašalinti EMI problemas mažiausiomis sąnaudomis ir greičiausiu greičiu. Faktinio ryšio įrenginio matavimo atveju spinduliuojami trukdžiai sklido iš telefono linijos kabelio. Atlikus minėtą sekimą ir nuskaitymą panaudojus EMSCAN, procesoriaus plokštėje pagaliau buvo sumontuoti dar keli filtrų kondensatoriai, kurie išsprendė inžinieriaus nesugebėjusią išspręsti EMI problemą.

Quickly locate the circuit fault location

Kaip gauti ir pritaikyti PCB elektromagnetinę informaciją

Didėjant PCB sudėtingumui, taip pat didėja derinimo sunkumai ir darbo krūvis. Osciloskopu arba loginiu analizatoriumi vienu metu galima stebėti tik vieną arba ribotą signalo linijų skaičių. Tačiau PCB gali būti tūkstančiai signalo linijų. Inžinieriai gali rasti problemą tik turėdami patirties ar sėkmės. Problema.

Jei turime „visą elektromagnetinę informaciją“ apie įprastą plokštę ir sugedusią plokštę, galime palyginti šių dviejų duomenų duomenis, kad surastume nenormalų dažnių spektrą, o tada naudokite „trukdžių šaltinio vietos nustatymo technologiją“, kad išsiaiškintume plokštės vietą. nenormalus dažnių spektras. Raskite gedimo vietą ir priežastį.

5 paveiksle parodytas įprastos plokštės ir sugedusios plokštės dažnių spektras. Palyginus, nesunku pastebėti, kad sugedusioje plokštėje yra neįprastų plačiajuosčio ryšio trikdžių.

Tada sugedusios plokštės erdviniame pasiskirstymo žemėlapyje suraskite vietą, kurioje generuojamas šis „nenormalus dažnių spektras“, kaip parodyta 6 paveiksle. Tokiu būdu gedimo vieta yra tinklelyje (7.6 mm × 7.6 mm) ir problema gali būti labai rimta. Diagnozė bus nustatyta netrukus.

Kaip gauti ir pritaikyti PCB elektromagnetinę informaciją

Taikymo atvejai PCB projektavimo kokybei įvertinti

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

(1) Protingas pakopinis dizainas

Ypač įžeminimo plokštumos ir galios plokštumos išdėstymas bei sluoksnio, kuriame yra jautrios signalo linijos ir daug spinduliuotės generuojančios signalinės linijos, projektavimas. Taip pat yra įžeminimo plokštumos ir maitinimo plokštumos padalijimas bei signalo linijų maršrutas per padalintą sritį.

(2) Kad signalo linijos varža būtų kuo pastovesnė

kuo mažiau perėjimų; kuo mažiau stačiakampių pėdsakų; ir kuo mažesnis srovės grąžinimo plotas, jis gali sukurti mažiau harmonikų ir mažesnį spinduliavimo intensyvumą.

(3) Geras galios filtras

Protingas filtro kondensatoriaus tipas, talpos vertė, kiekis ir išdėstymo padėtis, taip pat pagrįstas sluoksninis įžeminimo plokštumos ir maitinimo plokštumos išdėstymas gali užtikrinti, kad elektromagnetiniai trukdžiai būtų valdomi kuo mažesniame plote.

(4) Stenkitės užtikrinti įžeminimo plokštės vientisumą

Kaip gauti ir pritaikyti PCB elektromagnetinę informaciją

kuo mažiau perėjimų; pagrįstas per saugų atstumą; pagrįstas įrenginio išdėstymas; pagrįstas susitarimas, kad būtų užtikrintas kuo didesnis įžeminimo plokštės vientisumas. Priešingai, tankūs perėjimai ir per didelis saugus atstumas arba neprotingas įrenginio išdėstymas rimtai paveiks įžeminimo plokštumos ir maitinimo plokštumos vientisumą, todėl atsiras daug indukcinio skersinio pokalbio, bendrojo režimo spinduliuotės ir sukels grandinę. jautrūs išoriniams trukdžiams.

(5) Raskite kompromisą tarp signalo vientisumo ir elektromagnetinio suderinamumo

Siekiant užtikrinti normalią įrangos veikimą, kiek įmanoma padidinkite signalo kylančio ir nusileidžiančio krašto laiką, kad sumažintumėte signalo generuojamos elektromagnetinės spinduliuotės amplitudę ir harmonikų skaičių. Pavyzdžiui, reikia pasirinkti tinkamą slopinimo rezistorių, tinkamą filtravimo būdą ir pan.

Anksčiau naudojant visą PCB sugeneruotą elektromagnetinio lauko informaciją galima moksliškai įvertinti PCB dizaino kokybę. Naudojant visą PCB elektromagnetinę informaciją, PCB projektavimo kokybę galima įvertinti šiais keturiais aspektais: 1. Dažnio taškų skaičius: harmonikų skaičius. 2. Laikinieji trukdžiai: nestabilūs elektromagnetiniai trukdžiai. 3. Spinduliavimo intensyvumas: elektromagnetinių trukdžių dydis kiekviename dažnio taške. 4. Paskirstymo sritis: elektromagnetinių trukdžių paskirstymo srities dydis kiekviename PCB dažnio taške.

Toliau pateiktame pavyzdyje A lenta yra B plokštės patobulinimas. Dviejų plokščių scheminės schemos ir pagrindinių komponentų išdėstymas yra visiškai vienodi. Dviejų plokščių spektro / erdvinio nuskaitymo rezultatai parodyti 7 paveiksle:

Iš spektrogramos 7 paveiksle matyti, kad A plokštės kokybė akivaizdžiai geresnė nei B plokštės, nes:

1. A plokštės dažnio taškų skaičius yra akivaizdžiai mažesnis nei B plokštės;

2. Daugumos A plokštės dažnių taškų amplitudė yra mažesnė nei B plokštės;

3. A plokštės pereinamieji trukdžiai (dažnio taškai, kurie nėra pažymėti) yra mažesni nei B plokštės.

Kaip gauti ir pritaikyti PCB elektromagnetinę informaciją

Iš erdvės diagramos matyti, kad A plokštės bendras elektromagnetinių trukdžių pasiskirstymo plotas yra daug mažesnis nei B plokštės. Pažvelkime į elektromagnetinių trukdžių pasiskirstymą tam tikrame dažnio taške. Sprendžiant iš elektromagnetinių trukdžių pasiskirstymo 462MHz dažnio taške, parodytame 8 paveiksle, A plokštės amplitudė yra maža, o plotas mažas. B plokštė turi didelį asortimentą ir ypač plačią paskirstymo sritį.

Šio straipsnio santrauka

Visa PCB elektromagnetinė informacija leidžia mums labai intuityviai suprasti bendrą PCB, o tai ne tik padeda inžinieriams išspręsti EMI / EMC problemas, bet ir padeda inžinieriams derinti PCB ir nuolat gerinti PCB projektavimo kokybę. Panašiai yra daug EMSCAN programų, pavyzdžiui, padedant inžinieriams spręsti elektromagnetinio jautrumo problemas ir pan.