De traditionele foutopsporingstools van PCB omvatten: tijddomeinoscilloscoop, TDR (tijddomeinreflectometrie) oscilloscoop, logische analysator en frequentiedomeinspectrumanalysator en andere apparatuur, maar deze middelen kunnen geen weerspiegeling geven van de algemene informatie van printplaatgegevens. Dit document introduceert de methode voor het verkrijgen van volledige elektromagnetische informatie van PCB’s met het EMSCAN-systeem en beschrijft hoe deze informatie kan worden gebruikt om te helpen bij het ontwerpen en debuggen.

EMSCAN biedt spectrum- en ruimtescanfuncties. De resultaten van de spectrumscan kunnen ons een algemeen idee geven van het spectrum dat door EUT wordt geproduceerd: hoeveel frequentiecomponenten er zijn en wat de geschatte amplitude van elke frequentiecomponent is. Het resultaat van ruimtelijk scannen is een topografische kaart met een kleur die de amplitude voor een frequentiepunt weergeeft. We kunnen de dynamische elektromagnetische veldverdeling van een bepaald frequentiepunt zien dat door PCB’s in realtime wordt gegenereerd.

De “interferentiebron” kan ook worden gelokaliseerd met behulp van een spectrumanalysator en een enkele nabije-veldsonde. Gebruik hier de methode van “branden” om een ​​metafoor uit te voeren, kan de verre veldtest (EMC-standaardtest) vergelijken om “een brand te detecteren”, als er een frequentiepunt boven de limiet is, wordt dit beschouwd als “een brand gevonden” ”. Het traditionele schema “Spectrumanalysator + enkele sonde” wordt over het algemeen gebruikt door EMI-ingenieurs om te detecteren uit welk deel van het chassis een vlam ontsnapt. Wanneer een vlam wordt gedetecteerd, wordt EMI-onderdrukking over het algemeen uitgevoerd door afscherming en filtering om de vlam in het product te bedekken. EMSCAN stelt ons in staat om de bron van een storing te detecteren, het “aansteken”, evenals het “vuur”, dat het voortplantingspad van de interferentie is. Wanneer EMSCAN wordt gebruikt om het EMI-probleem van het hele systeem te controleren, wordt over het algemeen het traceringsproces van vlam tot vlam toegepast. Scan bijvoorbeeld eerst het chassis of de kabel om te controleren waar de interferentie vandaan komt, traceer vervolgens de binnenkant van het product, welke PCB de interferentie veroorzaakt, en traceer vervolgens het apparaat of de bedrading.

De algemene methode is als volgt:

(1) Lokaliseer snel elektromagnetische interferentiebronnen. Kijk naar de ruimtelijke verdeling van de grondgolf en vind de fysieke locatie met de grootste amplitude op de ruimtelijke verdeling van de grondgolf. Specificeer voor breedbandinterferentie een frequentie in het midden van de breedbandinterferentie (zoals een 60Mhz-80mhz breedbandinterferentie, we kunnen 70MHz specificeren), controleer de ruimtelijke verdeling van dit frequentiepunt, zoek de fysieke locatie met de grootste amplitude.

(2) Specificeer de positie en bekijk de spectrumkaart van de positie. Controleer of de amplitude van elk harmonisch punt op die locatie samenvalt met het totale spectrum. Indien overlappend, betekent dit dat de gespecificeerde locatie de sterkste plaats is om deze verstoringen te veroorzaken. Controleer bij breedbandinterferentie of deze positie de maximale positie is van de gehele breedbandinterferentie.

(3) In veel gevallen worden niet alle harmonischen op dezelfde locatie gegenereerd, soms worden zelfs harmonischen en oneven harmonischen op verschillende locaties gegenereerd, of kan elke harmonische component op verschillende locaties worden gegenereerd. In dit geval kun je de sterkste straling vinden door te kijken naar de ruimtelijke verdeling van de frequentiepunten waar je om geeft.

(4) Het is ongetwijfeld het meest effectief om EMI/EMC-problemen op te lossen door maatregelen te nemen op de plaats met de sterkste straling.

Deze EMI-detectiemethode, die de “bron” en de verspreidingsroute echt kan traceren, stelt technici in staat om EMI-problemen tegen de laagste kosten en het snelst op te lossen. In het geval van een communicatieapparaat, waarbij straling werd uitgestraald door een telefoonkabel, werd het duidelijk dat het toevoegen van afscherming of filtering aan de kabel niet haalbaar was, waardoor ingenieurs hulpeloos achterbleven. Nadat EMSCAN was gebruikt om de bovenstaande tracking en scanning uit te voeren, werd er nog een paar yuan uitgegeven aan het processorbord en werden er nog een aantal filtercondensatoren geïnstalleerd, wat het EMI-probleem oploste dat ingenieurs niet eerder konden oplossen. Snel lokaliseren circuit foutlocatie Afbeelding 5: Spectrumdiagram van normale kaart en foutkaart.

Naarmate de complexiteit van PCB’s toeneemt, neemt ook de moeilijkheid en werklast van het debuggen toe. Met een oscilloscoop of logische analysator kan slechts één of een beperkt aantal signaallijnen tegelijk worden waargenomen, terwijl er tegenwoordig duizenden signaallijnen op een PCB kunnen staan ​​en ingenieurs moeten vertrouwen op ervaring of geluk om het probleem te vinden. Als we de “volledige elektromagnetische informatie” van het normale bord en het defecte bord hebben, kunnen we het abnormale frequentiespectrum vinden door de twee gegevens te vergelijken en vervolgens de “technologie voor het lokaliseren van interferentiebronnen” gebruiken om de locatie van de abnormale frequentie te achterhalen spectrum, en dan kunnen we snel de locatie en oorzaak van de storing vinden. Vervolgens werd de locatie van het “abnormale spectrum” gevonden op de ruimtelijke distributiekaart van de breukplaat, zoals weergegeven in FIG.6. Op deze manier werd de foutlocatie gelokaliseerd op een raster (7.6 mm x 7.6 mm) en kon het probleem snel worden gediagnosticeerd. Figuur 6: Zoek de locatie van “abnormaal spectrum” op de ruimtelijke verdelingskaart van de breukplaat.

Dit artikel samenvatting

PCB volledige elektromagnetische informatie, kan ons een zeer intuïtief begrip van de hele PCB geven, niet alleen ingenieurs helpen om EMI / EMC-problemen op te lossen, maar ook ingenieurs helpen om PCB’s te debuggen en de ontwerpkwaliteit van PCB voortdurend te verbeteren. EMSCAN heeft ook veel toepassingen, zoals het helpen van ingenieurs bij het oplossen van elektromagnetische gevoeligheidsproblemen.