Tradičné ladiace nástroje PCB zahŕňajú: osciloskop s časovou doménou, osciloskop TDR (reflektometria s časovou doménou), logický analyzátor a analyzátor spektra frekvenčnej domény a ďalšie zariadenia, tieto prostriedky však nemôžu poskytnúť odraz celkových informácií o doskových doskách s plošnými spojmi. Tento článok predstavuje metódu získavania kompletných elektromagnetických informácií o DPS systémom EMSCAN a popisuje, ako tieto informácie použiť na pomoc pri navrhovaní a ladení.

EMSCAN poskytuje funkcie skenovania spektra a priestoru. Výsledky spektrálneho skenovania nám môžu poskytnúť všeobecnú predstavu o spektre produkovanom EUT: koľko frekvenčných zložiek existuje a aká je približná amplitúda každej frekvenčnej zložky. Výsledkom priestorového skenovania je topografická mapa s farbami predstavujúcimi amplitúdu pre frekvenčný bod. Môžeme vidieť distribúciu dynamického elektromagnetického poľa určitého frekvenčného bodu generovaného PCB v reálnom čase.

„Zdroj rušenia“ je možné lokalizovať aj pomocou spektrálneho analyzátora a jednej sondy v blízkosti poľa. Tu použite metódu „požiaru“ na vykonanie metafory, môžete porovnať test vo vzdialenom poli (štandardný test EMC) s „detekciou požiaru“, ak existuje frekvenčný bod za limitom, považuje sa to za „nájdený oheň“ “. Tradičnú schému „Analyzátor spektra + jedna sonda“ inžinieri EMI spravidla používajú na zistenie, z ktorej časti šasi uniká plameň. Keď je detegovaný plameň, potlačenie EMI sa spravidla vykonáva tienením a filtráciou na zakrytie plameňa vo vnútri produktu. EMSCAN nám umožňuje detekovať zdroj rušenia, „zapálenie“, ako aj „oheň“, čo je cesta šírenia rušenia. Keď sa na kontrolu problému EMI celého systému používa EMSCAN, spravidla sa používa proces sledovania od plameňa k plameňu. Napríklad najskôr naskenujte šasi alebo kábel, aby ste zistili, odkiaľ rušenie pochádza, a potom sledujte vnútro produktu, v ktorom doska plošných spojov spôsobuje rušenie, a potom vyhľadajte zariadenie alebo zapojenie.

Všeobecná metóda je nasledovná:

(1) Rýchlo vyhľadajte zdroje elektromagnetického rušenia. Pozrite sa na priestorové rozloženie základnej vlny a nájdite fyzické umiestnenie s najväčšou amplitúdou na priestorové rozloženie základnej vlny. V prípade širokopásmového rušenia zadajte frekvenciu uprostred širokopásmového rušenia (napríklad širokopásmové rušenie 60 MHz-80 MHz, môžeme určiť 70 MHz), skontrolujte priestorové rozloženie tohto frekvenčného bodu a nájdite fyzické umiestnenie s najväčšou amplitúdou.

(2) Zadajte polohu a pozrite sa na spektrálnu mapu polohy. Skontrolujte, či sa amplitúda každého harmonického bodu v tomto mieste zhoduje s celkovým spektrom. Ak sa prekrývajú, znamená to, že uvedené miesto je najsilnejším miestom na vyvolanie týchto porúch. V prípade širokopásmového rušenia skontrolujte, či je táto poloha maximálnou polohou celého širokopásmového rušenia.

(3) V mnohých prípadoch nie sú všetky harmonické generované na rovnakom mieste, niekedy dokonca aj harmonické a nepárne harmonické sú generované na rôznych miestach, alebo môže byť každá harmonická zložka generovaná na rôznych miestach. V tomto prípade môžete nájsť najsilnejšie žiarenie pohľadom na priestorové rozloženie frekvenčných bodov, na ktorých vám záleží.

(4) Je nepochybne najúčinnejšie riešiť problémy EMI/EMC prijatím opatrení na mieste s najsilnejším žiarením.

Táto metóda detekcie EMI, ktorá môže skutočne sledovať „zdroj“ a cestu šírenia, umožňuje inžinierom odstraňovať problémy s EMI za najnižšie náklady a najrýchlejšie. V prípade komunikačného zariadenia, kde žiarenie sálalo z telefónneho kábla, sa ukázalo, že pridanie tienenia alebo filtrovania na kábel nie je možné, takže inžinieri zostávajú bezradní. Potom, čo bol EMSCAN použitý na vykonanie vyššie uvedeného sledovania a skenovania, bolo na doske procesora vynaložených niekoľko ďalších juanov a bolo nainštalovaných niekoľko ďalších filtračných kondenzátorov, čo vyriešilo problém EMI, ktorý inžinieri predtým nedokázali vyriešiť. Rýchle vyhľadanie miesta poruchy obvodu Obrázok 5: Spektrálny diagram normálnej a poruchovej dosky.

S rastúcou náročnosťou PCB sa zvyšuje aj náročnosť a pracovné zaťaženie ladenia. S osciloskopom alebo logickým analyzátorom je možné súčasne pozorovať iba jednu alebo obmedzený počet signálnych liniek, zatiaľ čo v dnešnej dobe môžu byť na PCB tisíce signálnych liniek a inžinieri sa pri hľadaní problému musia spoliehať na skúsenosti alebo šťastie. Ak máme „úplné elektromagnetické informácie“ o normálnej doske a chybnej doske, môžeme porovnaním týchto dvoch údajov nájsť abnormálne frekvenčné spektrum a potom pomocou „technológie lokalizácie zdroja rušenia“ zistiť polohu abnormálnej frekvencie. spektra, a potom môžeme rýchlo nájsť miesto a príčinu poruchy. Potom sa na mape priestorového rozloženia zlomovej dosky zistilo umiestnenie „abnormálneho spektra“, ako je znázornené na obr. Týmto spôsobom bolo miesto poruchy lokalizované do mriežky (6 mm × 7.6 mm) a problém bolo možné rýchlo diagnostikovať. Obrázok 6: Nájdite umiestnenie „abnormálneho spektra“ na mape priestorového rozloženia dosky s poruchami.

Zhrnutie tohto článku

Kompletné elektromagnetické informácie o DPS nám umožňujú veľmi intuitívne porozumieť celému DPS, nielen pomôcť inžinierom pri riešení problémov s EMI/EMC, ale tiež pomôcť inžinierom ladiť DPS ​​a neustále zlepšovať kvalitu návrhu DPS. EMSCAN má tiež mnoho aplikácií, ako napríklad pomoc inžinierom pri riešení problémov s elektromagnetickou citlivosťou.