Tradicionālie atkļūdošanas rīki PCB ietver: laika domēna osciloskopu, TDR (laika domēna reflektometriju) osciloskopu, loģisko analizatoru un frekvenču domēna spektra analizatoru un citu aprīkojumu, taču šīs metodes nevar atspoguļot PCB plates kopējo informāciju. datus. PCB plati sauc arī par iespiedshēmas plati, iespiedshēmas plati, īsu iespiedshēmas plati, saīsināti PCB (iespiedshēmas plate) vai PWB (iespiedshēmas plate), izmantojot izolācijas plati kā pamatmateriālu, sagriež noteiktā izmērā un vismaz pievienots Lai nomainītu iepriekšējās ierīces elektronisko komponentu šasiju un realizētu elektronisko komponentu savstarpējo savienojumu, tiek izmantots vadošs modelis ar caurumiem (piemēram, detaļu caurumiem, stiprinājuma caurumiem, metalizētiem caurumiem utt.). Tā kā šī plate ir izgatavota, izmantojot elektronisko drukāšanu, to sauc par “iespiesto” shēmas plati. Nav precīzi saukt “iespiedshēmas plati” par “iespiedshēmu”, jo uz iespiedshēmas plates nav “iespiestu komponentu”, bet ir tikai vadi.

Kā iegūt un pielietot PCB elektromagnētisko informāciju

Emscan elektromagnētiskās saderības skenēšanas sistēma izmanto patentētu masīvu antenu tehnoloģiju un elektronisko komutācijas tehnoloģiju, kas var izmērīt PCB strāvu lielā ātrumā. Emscan galvenais uzdevums ir izmantot patentētu bloku antenu, lai izmērītu skenerī novietotās darba PCB tuva lauka starojumu. Šis antenu bloks sastāv no 40 x 32 (1280) mazām H lauka zondēm, kas ir iegultas 8 slāņu shēmas platē, un shēmas platei ir pievienots aizsargslānis, lai pārbaudītu PCB. Spektra skenēšanas rezultāti var sniegt aptuvenu izpratni par EUT radīto spektru: cik daudz frekvenču komponentu ir, un katras frekvences komponentes aptuveno lielumu.

Pilnas joslas skenēšana

PCB plates dizains ir balstīts uz shēmas shematisko diagrammu, lai realizētu shēmas izstrādātājam nepieciešamās funkcijas. Iespiedshēmas plates dizains galvenokārt attiecas uz izkārtojuma dizainu, kurā jāņem vērā dažādi faktori, piemēram, ārējo savienojumu izkārtojums, optimizēts iekšējo elektronisko komponentu izkārtojums, optimizēts metāla savienojumu un caurumu izkārtojums, elektromagnētiskā aizsardzība un siltuma izkliedēšana. Lielisks izkārtojuma dizains var ietaupīt ražošanas izmaksas un sasniegt labu ķēdes veiktspēju un siltuma izkliedes veiktspēju. Vienkāršu maketa dizainu var realizēt ar roku, savukārt sarežģītu maketējumu nepieciešams realizēt ar datorizētā dizaina palīdzību.

Veicot spektra/telpiskās skenēšanas funkciju, novietojiet darba PCB uz skenera. PCB skenera režģis ir sadalīts 7.6 mm × 7.6 mm režģos (katrā režģī ir H lauka zonde) un izpilda pēc katras zondes pilnas frekvenču joslas skenēšanas (frekvenču diapazons var būt no 10 kHz līdz 3 GHz) , Emscan beidzot sniedz divus attēlus, proti, sintezēto spektrogrammu (1. attēls) un sintezēto kosmosa karti (2. attēls).

Kā iegūt un pielietot PCB elektromagnētisko informāciju

Spektra/telpiskā skenēšana iegūst visus katras zondes spektra datus visā skenēšanas apgabalā. Pēc spektra/telpiskās skenēšanas varat iegūt visu frekvenču elektromagnētiskā starojuma informāciju visās telpiskajās vietās. Varat iedomāties spektra/telpiskās skenēšanas datus 1. un 2. attēlā kā telpisko skenēšanas datu kopumu vai spektra skenēšanas datus. jūs varat:

1. Skatiet norādītā frekvences punkta (vienas vai vairāku frekvenču) telpiskā sadalījuma karti tāpat kā telpiskās skenēšanas rezultātu, kā parādīts 3. attēlā.

2. Skatiet norādītā fiziskās atrašanās vietas punkta spektrogrammu (vienu vai vairākus režģus) tāpat kā spektra skenēšanas rezultātu.

Dažādās telpiskās sadalījuma diagrammas 3. attēlā ir frekvenču punktu telpiskās vēdera diagrammas, kas aplūkotas caur norādītajiem frekvences punktiem. To iegūst, norādot frekvences punktu ar × attēla augšējā spektrogrammā. Varat norādīt frekvences punktu, lai skatītu katra frekvences punkta telpisko sadalījumu, vai arī varat norādīt vairākus frekvences punktus, piemēram, norādīt visus 83M harmoniskos punktus, lai skatītu kopējo spektrogrammu.

Spektrogrammā 4. attēlā pelēkā daļa ir kopējā spektrogramma, bet zilā daļa ir spektrogramma norādītajā pozīcijā. Norādot fizisko atrašanās vietu uz PCB ar ×, salīdzinot spektrogrammu (zilā krāsā) un kopējo spektrogrammu (pelēkā krāsā), kas ģenerēta šajā pozīcijā, tiek atrasta traucējumu avota atrašanās vieta. No 4. attēla var redzēt, ka šī metode var ātri atrast traucējumu avota atrašanās vietu gan platjoslas traucējumiem, gan šaurjoslas traucējumiem.

Ātri atrodiet elektromagnētisko traucējumu avotu

Kā iegūt un pielietot PCB elektromagnētisko informāciju

Spektra analizators ir instruments elektrisko signālu spektra struktūras izpētei. To izmanto, lai izmērītu signāla kropļojumus, modulāciju, spektrālo tīrību, frekvences stabilitāti un intermodulācijas kropļojumus. To var izmantot, lai izmērītu noteiktas ķēdes sistēmas, piemēram, pastiprinātājus un filtrus. Parametrs ir daudzfunkcionāls elektronisks mērinstruments. To var saukt arī par frekvenču domēna osciloskopu, izsekošanas osciloskopu, analīzes osciloskopu, harmonisko analizatoru, frekvences raksturlielumu analizatoru vai Furjē analizatoru. Mūsdienu spektra analizatori var parādīt analīzes rezultātus analogā vai digitālā veidā un var analizēt elektriskos signālus visās radiofrekvenču joslās no ļoti zemas frekvences līdz submilimetru viļņu joslām zem 1 Hz.

Izmantojot spektra analizatoru un vienu tuva lauka zondi, var arī atrast “traucējumu avotus”. Šeit mēs izmantojam “uguns dzēšanas” metodi kā metaforu. Tāla lauka testu (EMC standarta testu) var salīdzināt ar “uguns noteikšanu”. Ja frekvences punkts pārsniedz robežvērtību, tas tiek uzskatīts par “ugunsgrēka konstatāciju”. Tradicionālo “spektra analizatora + viena zondes” risinājumu parasti izmanto EMI inženieri, lai noteiktu, “no kuras šasijas daļas izplūst liesma”. Pēc liesmas noteikšanas vispārējā EMI slāpēšanas metode ir izmantot ekranēšanu un filtrēšanu. “Liesma” ir pārklāta izstrādājuma iekšpusē. Emscan ļauj mums noteikt traucējumu avota avotu – “uguns”, bet arī redzēt “ugunsgrēku”, tas ir, veidu, kā traucējumu avots izplatās.

Ir skaidri redzams, ka, izmantojot “pilnīgu elektromagnētisko informāciju”, ir ļoti ērti noteikt elektromagnētisko traucējumu avotus, ne tikai var atrisināt šaurjoslas elektromagnētisko traucējumu problēmu, bet arī efektīvi platjoslas elektromagnētiskajiem traucējumiem.

Vispārējā metode ir šāda:

Kā iegūt un pielietot PCB elektromagnētisko informāciju

(1) Pārbaudiet pamatviļņa telpisko sadalījumu un atrodiet fizisko stāvokli ar lielāko amplitūdu fundamentālā viļņa telpiskā sadalījuma kartē. Platjoslas traucējumiem norādiet frekvenci platjoslas traucējumu vidū (piemēram, 60MHz-80MHz platjoslas traucējumi, varam norādīt 70MHz), pārbaudiet frekvences punkta telpisko sadalījumu un atrodiet fizisko atrašanās vietu ar lielāko amplitūdu.

(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) Daudzos gadījumos ne visas harmonikas tiek ģenerētas vienā vietā. Dažreiz pat harmonikas un nepāra harmonikas tiek ģenerētas dažādās vietās, vai arī katra harmoniskā sastāvdaļa var tikt ģenerēta dažādās vietās. Šajā gadījumā jūs varat atrast vietu ar spēcīgāko starojumu, aplūkojot jums svarīgo frekvenču punktu telpisko sadalījumu.

(4) Pasākumu veikšana vietās, kur ir visspēcīgākais starojums, neapšaubāmi ir visefektīvākais EMI/EMC problēmu risinājums.

Šāda veida EMI izmeklēšanas metode, kas var patiesi izsekot “avotam” un izplatīšanās ceļam, ļauj inženieriem novērst EMI problēmas ar viszemākajām izmaksām un ātrāko ātrumu. Faktiskā sakaru ierīces mērījumu gadījumā telefona līnijas kabeļa izstarotie traucējumi. Pēc EMSCAN izmantošanas, lai veiktu iepriekš minēto izsekošanu un skenēšanu, procesora platē beidzot tika uzstādīti vēl daži filtra kondensatori, kas atrisināja EMI problēmu, kuru inženieris nevarēja atrisināt.

Ātri atrodiet ķēdes bojājuma vietu

Kā iegūt un pielietot PCB elektromagnētisko informāciju

Palielinoties PCB sarežģītībai, palielinās arī atkļūdošanas grūtības un darba slodze. Ar osciloskopu vai loģisko analizatoru vienlaikus var novērot tikai vienu vai ierobežotu skaitu signāla līniju. Tomēr uz PCB var būt tūkstošiem signāla līniju. Inženieri problēmu var atrast tikai pēc pieredzes vai veiksmes. Problēma.

Ja mums ir “pilnīga elektromagnētiskā informācija” par parasto plati un bojāto plati, mēs varam salīdzināt abus datus, lai atrastu neparasto frekvenču spektru, un pēc tam izmantot “traucējumu avota atrašanās vietas noteikšanas tehnoloģiju”, lai noskaidrotu paneļa atrašanās vietu. neparasts frekvenču spektrs. Atrodiet kļūmes vietu un cēloni.

5. attēlā parādīts parastās plates un bojātās plates frekvenču spektrs. Salīdzinot, ir viegli konstatēt, ka bojātajā platē ir neparasti platjoslas traucējumi.

Pēc tam atrodiet vietu, kur tiek ģenerēts šis “neparastais frekvenču spektrs” bojātās plates telpiskajā sadalījuma kartē, kā parādīts 6. attēlā. Tādā veidā bojājuma vieta atrodas uz režģa (7.6 mm × 7.6 mm) un problēma var būt ļoti nopietna. Diagnoze tiks noteikta drīz.

Kā iegūt un pielietot PCB elektromagnētisko informāciju

Pielietojuma gadījumi PCB dizaina kvalitātes novērtēšanai

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

(1) Saprātīgs kaskādes dizains

Īpaši iezemētās plaknes un jaudas plaknes izvietojums un slāņa dizains, kur atrodas jutīgās signāla līnijas un signālu līnijas, kas rada lielu starojumu. Ir arī iezemētās plaknes un barošanas plaknes sadalīšana, kā arī signāla līniju maršrutēšana sadalītajā zonā.

(2) Saglabājiet signāla līnijas pretestību pēc iespējas nepārtrauktāku

Pēc iespējas mazāk caurumu; pēc iespējas mazāk taisnleņķa pēdu; un pēc iespējas mazāks strāvas atgriešanas laukums, tas var radīt mazāk harmoniku un zemāku starojuma intensitāti.

(3) Labs jaudas filtrs

Saprātīgs filtra kondensatora tips, kapacitātes vērtība, daudzums un izvietojuma pozīcija, kā arī saprātīgs iezemētās un barošanas plaknes slāņveida izvietojums var nodrošināt elektromagnētisko traucējumu kontroli pēc iespējas mazākā vietā.

(4) Centieties nodrošināt iezemētās plates integritāti

Kā iegūt un pielietot PCB elektromagnētisko informāciju

Pēc iespējas mazāk caurumu; saprātīgs, izmantojot drošības atstarpi; saprātīgs ierīces izkārtojums; saprātīgi, izmantojot vienošanos, lai maksimāli nodrošinātu iezemētās plates integritāti. Gluži pretēji, blīvi caurumi un pārāk lieli drošības attālumi starp caurumiem vai nepamatots ierīces izkārtojums nopietni ietekmēs iezemētās plaknes un barošanas plaknes integritāti, kā rezultātā radīsies liels daudzums induktīvās šķērsrunas, kopējā režīma starojuma un radīs ķēdi Vairāk jutīgs pret ārējiem traucējumiem.

(5) Atrodiet kompromisu starp signāla integritāti un elektromagnētisko saderību

Pamatojoties uz iekārtas normālas darbības nodrošināšanu, cik vien iespējams palielināt signāla pieaugošās un krītošās malas laiku, lai samazinātu signāla radītā elektromagnētiskā starojuma amplitūdu un harmoniku skaitu. Piemēram, jums ir jāizvēlas piemērots slāpēšanas rezistors, piemērota filtrēšanas metode utt.

Agrāk PCB radītās pilnīgas elektromagnētiskā lauka informācijas izmantošana var zinātniski novērtēt PCB dizaina kvalitāti. Izmantojot visu PCB elektromagnētisko informāciju, PCB konstrukcijas kvalitāti var novērtēt no šādiem četriem aspektiem: 1. Frekvences punktu skaits: harmoniku skaits. 2. Pārejoši traucējumi: nestabili elektromagnētiskie traucējumi. 3. Radiācijas intensitāte: elektromagnētisko traucējumu lielums katrā frekvences punktā. 4. Sadales apgabals: elektromagnētisko traucējumu sadales zonas lielums katrā PCB frekvences punktā.

Nākamajā piemērā A dēlis ir B dēļa uzlabojums. Abu dēļu shematiskās diagrammas un galveno komponentu izkārtojums ir tieši tāds pats. Abu dēļu spektra/telpiskās skenēšanas rezultāti ir parādīti 7. attēlā:

No spektrogrammas 7. attēlā var redzēt, ka A dēļa kvalitāte acīmredzami ir labāka nekā B platei, jo:

1. A plates frekvences punktu skaits acīmredzami ir mazāks nekā B platei;

2. A plates vairuma frekvenču punktu amplitūda ir mazāka nekā B platei;

3. A plates pārejoši traucējumi (frekvences punkti, kas nav atzīmēti) ir mazāki nekā B plates.

Kā iegūt un pielietot PCB elektromagnētisko informāciju

No kosmosa diagrammas var redzēt, ka A plāksnes kopējais elektromagnētisko traucējumu sadalījuma laukums ir daudz mazāks nekā B plāksnes laukums. Apskatīsim elektromagnētisko traucējumu sadalījumu noteiktā frekvences punktā. Spriežot pēc elektromagnētisko traucējumu sadalījuma 462MHz frekvences punktā, kas parādīts 8. attēlā, A plāksnes amplitūda ir maza un laukums ir mazs. B platei ir liels klāsts un īpaši plaša izplatīšanas zona.

Šī raksta kopsavilkums

Pilnīga PCB elektromagnētiskā informācija ļauj mums ļoti intuitīvi izprast kopējo PCB, kas ne tikai palīdz inženieriem atrisināt EMI/EMC problēmas, bet arī palīdz inženieriem atkļūdot PCB un nepārtraukti uzlabot PCB dizaina kvalitāti. Tāpat ir daudz EMSCAN lietojumprogrammu, piemēram, palīdzot inženieriem atrisināt elektromagnētiskās jutības problēmas un tā tālāk.