Mjetet tradicionale për korrigjimin e gabimeve PCB përfshijnë: oshiloskopin e domenit të kohës, TDR (reflektometria e domenit të kohës), oshiloskopin, analizuesin logjik dhe analizuesin e spektrit të domenit të frekuencës dhe pajisje të tjera, por këto metoda nuk mund të japin një pasqyrim të informacionit të përgjithshëm të tabelës PCB. të dhëna. Pllaka PCB quhet gjithashtu bordi i qarkut të printuar, bordi i qarkut të printuar, bordi i qarkut të printuar për shkurt, PCB (bordi i qarkut të printuar) ose PWB (bordi i instalimeve elektrike të printuara) shkurt, duke përdorur tabelën izoluese si material bazë, të prerë në një madhësi të caktuar, dhe të paktën të bashkangjitur Një model përçues me vrima (të tilla si vrima përbërëse, vrima fiksimi, vrima të metalizuara, etj.) përdoret për të zëvendësuar shasinë e përbërësve elektronikë të pajisjes së mëparshme dhe për të realizuar ndërlidhjen midis komponentëve elektronikë. Për shkak se ky bord është bërë duke përdorur printim elektronik, ai quhet një bord qarku “i printuar”. Nuk është e saktë të quash “bordin e qarkut të printuar” si “qark të printuar” sepse nuk ka “komponent të printuar” por vetëm instalime elektrike në bordin e qarkut të printuar.

Si të merrni dhe aplikoni informacion elektromagnetik PCB

Sistemi i skanimit të përputhshmërisë elektromagnetike Emscan përdor një teknologji të patentuar të antenës së grupit dhe teknologjinë e komutimit elektronik, të cilat mund të matin rrymën e PCB-së me një shpejtësi të lartë. Çelësi për Emscan është përdorimi i një antene të patentuar me grup për të matur rrezatimin e fushës së afërt të PCB-së së punës të vendosur në skaner. Ky grup antenash përbëhet nga 40 x 32 (1280) sonda të vogla të fushës H, të cilat janë të ngulitura në një tabelë qarku me 8 shtresa dhe një shtresë mbrojtëse i shtohet tabelës së qarkut për të vendosur PCB-në nën provë. Rezultatet e skanimit të spektrit mund të na japin një kuptim të përafërt të spektrit të gjeneruar nga EUT: sa komponentë të frekuencës ka dhe madhësinë e përafërt të secilit komponent të frekuencës.

Skanim me brez të plotë

Dizajni i tabelës PCB bazohet në diagramin skematik të qarkut për të realizuar funksionet e kërkuara nga projektuesi i qarkut. Dizajni i tabelës së qarkut të printuar kryesisht i referohet dizajnit të paraqitjes, i cili duhet të marrë parasysh faktorë të ndryshëm si shtrirja e lidhjeve të jashtme, shtrirja e optimizuar e komponentëve të brendshëm elektronikë, shtrirja e optimizuar e lidhjeve metalike dhe përmes vrimave, mbrojtja elektromagnetike dhe shpërndarjen e nxehtësisë. Dizajni i shkëlqyer i paraqitjes mund të kursejë koston e prodhimit dhe të arrijë performancë të mirë të qarkut dhe performancë të shpërndarjes së nxehtësisë. Dizajni i thjeshtë i paraqitjes mund të realizohet me dorë, ndërsa dizajni kompleks i paraqitjes duhet të realizohet me ndihmën e dizajnit me ndihmën e kompjuterit.

Kur kryeni funksionin e spektrit/skanimit hapësinor, vendosni PCB-në e punës në skaner. PCB-ja ndahet në rrjeta 7.6mm×7.6mm nga rrjeta e skanerit (secila rrjetë përmban një sondë të fushës H) dhe ekzekutohet Pas skanimit të brezit të plotë të frekuencave të secilës sondë (gama e frekuencës mund të jetë nga 10kHz-3GHz) , Emscan më në fund jep dy fotografi, përkatësisht spektrogramin e sintetizuar (Figura 1) dhe hartën hapësinore të sintetizuar (Figura 2).

Si të merrni dhe aplikoni informacion elektromagnetik PCB

Skanimi i spektrit/hapësinor merr të gjitha të dhënat e spektrit të secilës sondë në të gjithë zonën e skanimit. Pas kryerjes së një skanimi spektri/hapësinor, mund të merrni informacionin e rrezatimit elektromagnetik të të gjitha frekuencave në të gjitha vendndodhjet hapësinore. Mund të imagjinoni të dhënat e spektrit/skanimit hapësinor në Figurën 1 dhe Figura 2 si një grup të dhënash të skanimit hapësinor ose një grup spektri Skanoni të dhënat. ti mundesh:

1. Shikoni hartën e shpërndarjes hapësinore të pikës së specifikuar të frekuencës (një ose më shumë frekuenca) ashtu si shikoni rezultatin e skanimit hapësinor, siç tregohet në figurën 3.

2. Shikoni spektrogramin e pikës së specifikuar të vendndodhjes fizike (një ose më shumë rrjete) ashtu si shikoni rezultatin e skanimit të spektrit.

Diagramet e ndryshme të shpërndarjes hapësinore në Fig. 3 janë diagramet hapësinore të barkut të pikave të frekuencës të parë përmes pikave të përcaktuara të frekuencës. Përftohet duke specifikuar pikën e frekuencës me × në spektrogramin më të lartë në figurë. Ju mund të specifikoni një pikë frekuence për të parë shpërndarjen hapësinore të secilës pikë frekuence, ose mund të specifikoni pika të shumta frekuence, për shembull, të specifikoni të gjitha pikat harmonike prej 83M për të parë spektrogramin total.

Në spektrogramin në figurën 4, pjesa gri është spektrogrami total dhe pjesa blu është spektrogrami në pozicionin e specifikuar. Duke specifikuar vendndodhjen fizike në PCB me ×, duke krahasuar spektrogramin (blu) dhe spektrogramin total (gri) të krijuar në atë pozicion, gjendet vendndodhja e burimit të ndërhyrjes. Mund të shihet nga Figura 4 se kjo metodë mund të gjejë shpejt vendndodhjen e burimit të ndërhyrjes si për interferencën me brez të gjerë ashtu edhe për interferencën me brez të ngushtë.

Gjeni shpejt burimin e interferencës elektromagnetike

Si të merrni dhe aplikoni informacion elektromagnetik PCB

Një analizues i spektrit është një instrument për studimin e strukturës së spektrit të sinjaleve elektrike. Përdoret për të matur shtrembërimin e sinjalit, modulimin, pastërtinë spektrale, stabilitetin e frekuencës dhe shtrembërimin e ndërmodulimit. Mund të përdoret për të matur sisteme të caktuara qarkore si përforcuesit dhe filtrat. Parametri është një instrument matës elektronik me shumë qëllime. Mund të quhet gjithashtu oshiloskop i domenit të frekuencës, oshiloskop gjurmues, oshiloskop analizues, analizues harmonik, analizues i karakteristikës së frekuencës ose analizues Fourier. Analizuesit modernë të spektrit mund të shfaqin rezultatet e analizës në mënyra analoge ose dixhitale dhe mund të analizojnë sinjalet elektrike në të gjitha brezat e frekuencave të radios nga frekuenca shumë e ulët në brezat e valëve nën milimetër nën 1 Hz.

Përdorimi i një analizuesi të spektrit dhe një sondë e vetme afër fushës gjithashtu mund të lokalizojë “burimet e ndërhyrjes”. Këtu ne përdorim metodën e “shuarjes së zjarrit” si metaforë. Testi i fushës së largët (testi standard EMC) mund të krahasohet me “zbulimin e zjarrit”. Nëse një pikë frekuence tejkalon vlerën kufi, konsiderohet si “është gjetur një zjarr”. Zgjidhja tradicionale e “analizuesit të spektrit + sonda e vetme” përdoret përgjithësisht nga inxhinierët EMI për të zbuluar “nga cila pjesë e shasisë del flaka”. Pasi të zbulohet flaka, metoda e përgjithshme e shtypjes së EMI është përdorimi i mbrojtjes dhe filtrimit. “Flaka” është e mbuluar brenda produktit. Emscan na lejon të zbulojmë burimin e burimit të ndërhyrjes – “zjarri”, por edhe të shohim “zjarr”, domethënë mënyrën se si përhapet burimi i ndërhyrjes.

Mund të shihet qartë se duke përdorur “informacion të plotë elektromagnetik”, është shumë i përshtatshëm për të gjetur burimet e ndërhyrjes elektromagnetike, jo vetëm që mund të zgjidhë problemin e ndërhyrjes elektromagnetike me brez të ngushtë, por edhe efektive për ndërhyrjet elektromagnetike me brez të gjerë.

Metoda e përgjithshme është si më poshtë:

Si të merrni dhe aplikoni informacion elektromagnetik PCB

(1) Kontrolloni shpërndarjen hapësinore të valës themelore dhe gjeni pozicionin fizik me amplitudë më të madhe në hartën e shpërndarjes hapësinore të valës themelore. Për ndërhyrje në brez të gjerë, specifikoni një frekuencë në mes të interferencës me brez të gjerë (për shembull, një ndërhyrje me brez të gjerë 60 MHz-80 MHz, ne mund të specifikojmë 70 MHz), kontrolloni shpërndarjen hapësinore të pikës së frekuencës dhe gjeni vendndodhjen fizike me amplituda më e madhe.

(2) Specifikoni vendndodhjen dhe shikoni spektrogramin e vendndodhjes. Kontrolloni nëse amplituda e secilës pikë harmonike në këtë pozicion përkon me spektrogramin total. Nëse ato mbivendosen, do të thotë se vendi i caktuar është vendi më i fortë që prodhon këto ndërhyrje. Për ndërhyrje me brez të gjerë, kontrolloni nëse vendndodhja është vendndodhja maksimale e gjithë ndërhyrjes me brez të gjerë.

(3) Në shumë raste, jo të gjitha harmonikët gjenerohen në një vend. Ndonjëherë edhe harmonikët dhe harmonikat teke gjenerohen në vende të ndryshme, ose çdo komponent harmonik mund të gjenerohet në vende të ndryshme. Në këtë rast, ju mund të gjeni vendndodhjen me rrezatimin më të fortë duke parë shpërndarjen hapësinore të pikave të frekuencës që ju interesojnë.

(4) Marrja e masave në vendet me rrezatim më të fortë është padyshim zgjidhja më efektive për problemet EMI/EMC.

Kjo lloj metode hetimi EMI që mund të gjurmojë me të vërtetë “burimin” dhe rrugën e përhapjes i lejon inxhinierët të eliminojnë problemet EMI me koston më të ulët dhe shpejtësinë më të shpejtë. Në një rast matës aktual të një pajisjeje komunikimi, interferenca e rrezatuar e rrezatuar nga kablloja e linjës telefonike. Pas përdorimit të EMSCAN për të kryer gjurmimin dhe skanimin e sipërpërmendur, më në fund u instaluan disa kondensatorë filtri në bordin e procesorit, të cilët zgjidhën problemin EMI që inxhinieri nuk mundi ta zgjidhte.

Gjeni shpejt vendndodhjen e defektit të qarkut

Si të merrni dhe aplikoni informacion elektromagnetik PCB

Me rritjen e kompleksitetit të PCB-ve, vështirësia dhe ngarkesa e punës së korrigjimit po rritet gjithashtu. Me një oshiloskop ose analizues logjik, vetëm një ose një numër i kufizuar linjash sinjali mund të vëzhgohen në të njëjtën kohë. Megjithatë, mund të ketë mijëra linja sinjali në PCB. Inxhinierët mund ta gjejnë problemin vetëm me përvojë ose me fat. Problemi.

Nëse kemi “informacionin e plotë elektromagnetik” të tabelës normale dhe bordit me defekt, ne mund të krahasojmë të dhënat e të dyjave për të gjetur spektrin jonormal të frekuencës dhe më pas të përdorim “teknologjinë e vendndodhjes së burimit të ndërhyrjes” për të gjetur vendndodhjen e spektri jonormal i frekuencës. Gjeni vendndodhjen dhe shkakun e dështimit.

Figura 5 tregon spektrin e frekuencës së tabelës normale dhe bordit me defekt. Nëpërmjet krahasimit, është e lehtë të zbulohet se ka një ndërhyrje jonormale me brez të gjerë në bordin e gabuar.

Më pas gjeni vendndodhjen ku krijohet ky “spektër jonormal i frekuencës” në hartën e shpërndarjes hapësinore të tabelës me defekt, siç tregohet në figurën 6. Në këtë mënyrë, vendndodhja e defektit ndodhet në një rrjet (7.6mm×7.6mm), dhe problemi mund të jetë shumë serioz. Diagnoza do të vendoset së shpejti.

Si të merrni dhe aplikoni informacion elektromagnetik PCB

Rastet e aplikimit për vlerësimin e cilësisë së dizajnit të PCB

Një PCB e mirë duhet të projektohet me kujdes nga një inxhinier. Çështjet që duhet të merren parasysh përfshijnë:

(1) Dizajn i arsyeshëm kaskadë

Sidomos rregullimi i rrafshit të tokës dhe rrafshit të fuqisë, dhe dizajni i shtresës ku ndodhen linjat e ndjeshme të sinjalit dhe linjat e sinjalit që gjenerojnë shumë rrezatim. Ekzistojnë gjithashtu ndarja e planit tokësor dhe rrafshit të fuqisë, dhe drejtimi i linjave të sinjalit në të gjithë zonën e ndarë.

(2) Mbajeni rezistencën e linjës së sinjalit sa më të vazhdueshme që të jetë e mundur

Sa më pak via të jetë e mundur; sa më pak gjurmë me kënd të drejtë; dhe zona sa më e vogël e kthimit të rrymës, mund të prodhojë më pak harmonikë dhe intensitet më të ulët të rrezatimit.

(3) Filtër i mirë i fuqisë

Lloji i arsyeshëm i kondensatorit të filtrit, vlera e kapacitetit, sasia dhe pozicioni i vendosjes, si dhe një rregullim i arsyeshëm me shtresa i rrafshit të tokës dhe planit të fuqisë, mund të sigurojnë që interferenca elektromagnetike të kontrollohet në zonën më të vogël të mundshme.

(4) Përpiquni të siguroni integritetin e planit tokësor

Si të merrni dhe aplikoni informacion elektromagnetik PCB

Sa më pak via të jetë e mundur; e arsyeshme nëpërmjet hapësirës së sigurisë; paraqitje e arsyeshme e pajisjes; të arsyeshme nëpërmjet marrëveshjes për të siguruar integritetin e rrafshit të tokës në masën më të madhe. Përkundrazi, vizat e dendura dhe shumë të mëdha nga hapësirat e sigurisë, ose faqosja e paarsyeshme e pajisjes, do të ndikojë seriozisht në integritetin e rrafshit të tokës dhe rrafshit të fuqisë, duke rezultuar në një sasi të madhe ndërthurjeje induktive, rrezatim të modalitetit të zakonshëm dhe do të shkaktojë qarkun Më shumë i ndjeshëm ndaj ndërhyrjeve të jashtme.

(5) Gjeni një kompromis midis integritetit të sinjalit dhe përputhshmërisë elektromagnetike

Me premisën e sigurimit të funksionimit normal të pajisjes, rrisni kohën e ngritjes dhe rënies së sinjalit sa më shumë që të jetë e mundur për të zvogëluar amplituda dhe numrin e harmonikëve të rrezatimit elektromagnetik të gjeneruar nga sinjali. Për shembull, ju duhet të zgjidhni një rezistencë të përshtatshme amortizimi, një metodë të përshtatshme filtrimi etj.

Në të kaluarën, përdorimi i informacionit të plotë të fushës elektromagnetike të gjeneruar nga PCB mund të vlerësojë shkencërisht cilësinë e dizajnit të PCB. Duke përdorur informacionin e plotë elektromagnetik të PCB-së, cilësia e projektimit të PCB-së mund të vlerësohet nga katër aspektet e mëposhtme: 1. Numri i pikave të frekuencës: numri i harmonikëve. 2. Ndërhyrje kalimtare: ndërhyrje elektromagnetike e paqëndrueshme. 3. Intensiteti i rrezatimit: madhësia e interferencës elektromagnetike në çdo pikë frekuence. 4. Zona e shpërndarjes: madhësia e zonës së shpërndarjes së ndërhyrjes elektromagnetike në secilën pikë të frekuencës në PCB.

Në shembullin e mëposhtëm, bordi A është një përmirësim i tabelës B. Diagramet skematike të dy dërrasave dhe paraqitja e komponentëve kryesorë janë saktësisht të njëjta. Rezultatet e spektrit/skanimit hapësinor të dy tabelave janë paraqitur në Figurën 7:

Nga spektrogrami në figurën 7, mund të shihet se cilësia e tabelës A është padyshim më e mirë se ajo e tabelës B, sepse:

1. Numri i pikave të frekuencës së tabelës A është dukshëm më i vogël se ai i tabelës B;

2. Amplituda e shumicës së pikave të frekuencës së tabelës A është më e vogël se ajo e tabelës B;

3. Ndërhyrja kalimtare (pikat e frekuencës që nuk janë shënuar) e tabelës A është më e vogël se ajo e tabelës B.

Si të merrni dhe aplikoni informacion elektromagnetik PCB

Nga diagrami i hapësirës mund të shihet se zona totale e shpërndarjes së ndërhyrjeve elektromagnetike të pllakës A është shumë më e vogël se ajo e pllakës B. Le të hedhim një vështrim në shpërndarjen e interferencës elektromagnetike në një pikë të caktuar frekuence. Duke gjykuar nga shpërndarja e interferencës elektromagnetike në pikën e frekuencës 462 MHz të treguar në figurën 8, amplituda e pllakës A është e vogël dhe zona është e vogël. Bordi B ka një gamë të madhe dhe një zonë veçanërisht të gjerë shpërndarjeje.

Përmbledhja e këtij neni

Informacioni i plotë elektromagnetik i PCB-së na lejon të kemi një kuptim shumë intuitiv të PCB-së së përgjithshme, e cila jo vetëm që i ndihmon inxhinierët të zgjidhin problemet EMI/EMC, por gjithashtu i ndihmon inxhinierët të korrigjojnë PCB-në dhe të përmirësojnë vazhdimisht cilësinë e projektimit të PCB-së. Në mënyrë të ngjashme, ka shumë aplikime të EMSCAN, të tilla si ndihma e inxhinierëve për të zgjidhur çështjet e ndjeshmërisë elektromagnetike etj.