Традиционални алати за отклањање грешака ПЦБ- укључују: осцилоскоп у временском домену, осцилоскоп у временском домену, осцилоскоп у временском домену, логички анализатор и анализатор спектра фреквенције и другу опрему, али ове методе не могу дати одраз укупних информација о штампаној плочи. података. ПЦБ плоча се такође назива штампана плоча, штампана плоча, скраћено штампана плоча, скраћено ПЦБ (штампана плоча) или ПВБ (штампана плоча за ожичење), користећи изолациону плочу као основни материјал, исечену на одређену величину, и најмање причвршћен Проводни узорак са рупама (као што су рупе за компоненте, рупе за причвршћивање, метализоване рупе, итд.) се користи за замену шасије електронских компоненти претходног уређаја и остваривање међусобне везе између електронских компоненти. Пошто је ова плоча направљена помоћу електронске штампе, назива се „штампана“ плоча. Није тачно називати „штампана плоча“ „штампано коло“ јер нема „штампаних компоненти“, већ само ожичење на штампаној плочи.

Како добити и применити електромагнетне информације ПЦБ-а

Емсцан систем за скенирање електромагнетне компатибилности користи патентирану технологију антенског низа и технологију електронске комутације, која може мерити струју ПЦБ-а великом брзином. Кључ за Емсцан је употреба патентиране антене за мерење зрачења блиског поља радне ПЦБ постављене на скенер. Овај антенски низ се састоји од 40 к 32 (1280) малих сонди Х-поља, које су уграђене у 8-слојну плочу, а заштитни слој је додат на плочу како би се ПЦБ тестирао. Резултати скенирања спектра могу нам дати грубо разумевање спектра који генерише ЕУТ: колико фреквентних компоненти постоји и приближну величину сваке компоненте фреквенције.

Потпуно скенирање опсега

Дизајн ПЦБ плоче је заснован на шематском дијаграму кола за реализацију функција које захтева дизајнер кола. Дизајн штампане плоче се углавном односи на дизајн распореда, који треба да узме у обзир различите факторе као што су распоред спољних прикључака, оптимизован распоред унутрашњих електронских компоненти, оптимизован распоред металних веза и пролазних рупа, електромагнетна заштита и расипање топлоте. Одличан дизајн распореда може уштедети трошкове производње и постићи добре перформансе кола и перформансе одвођења топлоте. Једноставан дизајн изгледа може се реализовати ручно, док је сложен дизајн потребно реализовати уз помоћ компјутерског пројектовања.

Када обављате функцију спектра/просторног скенирања, поставите радни ПЦБ на скенер. ПЦБ је подељен на мреже 7.6 мм × 7.6 мм помоћу мреже скенера (свака мрежа садржи сонду Х-поља) и изврши се након скенирања целог фреквентног опсега сваке сонде (опсег фреквенција може бити од 10кХз-3ГХз) , Емсцан на крају даје две слике, и то синтетизовани спектрограм (слика 1) и синтетизовану мапу простора (слика 2).

Како добити и применити електромагнетне информације ПЦБ-а

Спектарно/просторно скенирање добија све податке спектра сваке сонде у целој области скенирања. Након обављања спектра/просторног скенирања, можете добити информације о електромагнетном зрачењу свих фреквенција на свим просторним локацијама. Можете замислити податке о спектру/просторном скенирању на слици 1 и слици 2 као гомилу података о просторном скенирању или гомилу података о спектру. можете:

1. Прегледајте мапу просторне дистрибуције одређене тачке фреквенције (једне или више фреквенција) баш као што видите резултат просторног скенирања, као што је приказано на слици 3.

2. Прегледајте спектрограм одређене тачке физичке локације (једна или више мрежа) баш као да видите резултат скенирања спектра.

Различити дијаграми просторне дистрибуције на слици 3 су дијаграми просторног абдомена фреквенцијских тачака посматраних кроз одређене фреквенцијске тачке. Добија се навођењем тачке фреквенције са × у најгорњем спектрограму на слици. Можете да наведете тачку фреквенције да бисте видели просторну дистрибуцију сваке тачке фреквенције, или можете да наведете више тачака фреквенције, на пример, наведите све хармонијске тачке 83М да бисте видели укупан спектрограм.

У спектрограму на слици 4, сиви део је укупан спектрограм, а плави део је спектрограм на наведеној позицији. Одређивањем физичке локације на ПЦБ-у са ×, упоређивањем спектрограма (плаво) и укупног спектрограма (сиво) генерисаног на тој позицији, налази се локација извора сметњи. Са слике 4 се може видети да овај метод може брзо да пронађе локацију извора сметњи и за широкопојасне и за ускопојасне сметње.

Брзо лоцирајте извор електромагнетних сметњи

Како добити и применити електромагнетне информације ПЦБ-а

Анализатор спектра је инструмент за проучавање структуре спектра електричних сигнала. Користи се за мерење изобличења сигнала, модулације, спектралне чистоће, стабилности фреквенције и интермодулационе дисторзије. Može se koristiti za merenje određenih sistema kola kao što su pojačala i filteri. Параметар је вишенаменски електронски мерни инструмент. Такође се може назвати осцилоскоп у фреквенцијском домену, осцилоскоп за праћење, осцилоскоп за анализу, хармонијски анализатор, анализатор фреквенцијских карактеристика или Фуријеов анализатор. Савремени анализатори спектра могу приказати резултате анализе на аналогне или дигиталне начине, и могу анализирати електричне сигнале у свим радио-фреквентним опсезима од веома ниске фреквенције до субмилиметарских таласних опсега испод 1 Хз.

Korišćenje analizatora spektra i jedne sonde bliskog polja takođe može da locira „izvore smetnji“. Овде користимо метод „гашења ватре“ као метафору. Тест далеког поља (ЕМЦ стандардни тест) може се упоредити са „откривањем ватре“. Ако тачка фреквенције премашује граничну вредност, сматра се да је „пронађен пожар“. Традиционално решење „анализатор спектра + једна сонда” обично користе ЕМИ инжењери да открију „из ког дела шасије излази пламен”. Након што је пламен откривен, општа метода сузбијања ЕМИ-а је коришћење заштите и филтрирања. „Пламен“ је прекривен унутар производа. Емсцан нам омогућава да откријемо извор извора сметњи – „ватру“, али и да видимо „ватру“, односно начин на који се извор сметњи шири.

Јасно се може видети да је коришћењем „потпуних електромагнетних информација“ веома згодно лоцирати изворе електромагнетних сметњи, не само да може решити проблем ускопојасних електромагнетних сметњи, већ је ефикасан и за широкопојасне електромагнетне сметње.

Општа метода је следећа:

Како добити и применити електромагнетне информације ПЦБ-а

(1) Проверите просторну дистрибуцију основног таласа и пронађите физички положај са највећом амплитудом на мапи просторне дистрибуције основног таласа. За широкопојасне сметње наведите фреквенцију у средини широкопојасне сметње (на пример, 60МХз-80МХз широкопојасне сметње, можемо одредити 70МХз), проверите просторну дистрибуцију фреквенцијске тачке и пронађите физичку локацију са највећом амплитудом.

(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) У многим случајевима, сви хармоници се не генеришу на једној локацији. Понекад се парни и непарни хармоници генеришу на различитим локацијама, или се свака хармоничка компонента може генерисати на различитим локацијама. У овом случају можете пронаћи локацију са најјачим зрачењем гледајући просторну дистрибуцију фреквенцијских тачака до којих вам је стало.

(4) Предузимање мера на местима са најјачим зрачењем је несумњиво најефикасније решење за проблеме ЕМИ/ЕМЦ.

Ова врста методе истраживања ЕМИ која заиста може да прати „извор“ и путању ширења омогућава инжењерима да елиминишу проблеме ЕМИ уз најнижу цену и највећу брзину. У стварном мерном случају комуникационог уређаја, зрачене сметње зраче из кабла телефонске линије. Nakon korišćenja EMSCAN-a za obavljanje gore pomenutog praćenja i skeniranja, na procesorskoj ploči je konačno instalirano još nekoliko filterskih kondenzatora, što je rešilo EMI problem koji inženjer nije mogao da reši.

Quickly locate the circuit fault location

Како добити и применити електромагнетне информације ПЦБ-а

Са повећањем сложености ПЦБ-а, повећавају се и потешкоће и радно оптерећење отклањања грешака. Са осцилоскопом или логичким анализатором, може се истовремено посматрати само једна или ограничен број сигналних линија. Međutim, na PCB-u može biti na hiljade signalnih linija. Инжењери могу пронаћи проблем само искуством или срећом. Проблем.

Ако имамо „комплетне електромагнетне информације“ нормалне плоче и неисправне плоче, можемо да упоредимо податке ове две да бисмо пронашли абнормални фреквентни спектар, а затим да употребимо „технологију локације извора сметњи“ да сазнамо локацију абнормални фреквенцијски спектар. Pronađite lokaciju i uzrok kvara.

Слика 5 приказује фреквентни спектар нормалне и неисправне плоче. Кроз поређење, лако је открити да постоји абнормална широкопојасна сметња на неисправној плочи.

Затим пронађите локацију на којој се генерише овај „абнормални фреквентни спектар“ на мапи просторне дистрибуције неисправне плоче, као што је приказано на слици 6. На овај начин, локација квара се налази на мрежи (7.6 мм×7.6 мм), и проблем може бити веома озбиљан. Ускоро ће бити постављена дијагноза.

Како добити и применити електромагнетне информације ПЦБ-а

Случајеви апликација за процену квалитета дизајна ПЦБ-а

Добар ПЦБ мора бити пажљиво дизајниран од стране инжењера. Питања која треба размотрити укључују:

(1) Разуман каскадни дизајн

Нарочито распоред уземљења и равни снаге, и дизајн слоја где се налазе осетљиве сигналне линије и сигналне линије које генеришу много зрачења. Ту су и подела земаљске и струјне равни и усмеравање сигналних водова преко подељеног подручја.

(2) Držite impedanciju signalne linije što je moguće kontinuiranijom

Što manje prolaza; што мање трагова под правим углом; и што је могуће мања површина поврата струје, може произвести мање хармоника и мањи интензитет зрачења.

(3) Добар филтер за напајање

Разуман тип кондензатора филтера, вредност капацитивности, количина и положај постављања, као и разуман слојевит распоред равни уземљења и равни напајања, могу осигурати да се електромагнетне сметње контролишу у најмањој могућој области.

(4) Покушајте да обезбедите интегритет уземљења

Како добити и применити електромагнетне информације ПЦБ-а

Što manje prolaza; разумно кроз сигурносни размак; разуман распоред уређаја; разумно путем аранжмана како би се у највећој мери осигурао интегритет земаљске равни. Напротив, густи пропусни и превелики сигурносни размаци, или неразуман распоред уређаја, озбиљно ће утицати на интегритет уземљене и струјне равни, што ће резултирати великом количином индуктивног преслушавања, уобичајеног зрачења и проузроковаће стварање кола Више osetljiv na spoljašnje smetnje.

(5) Пронађите компромис између интегритета сигнала и електромагнетне компатибилности

Полазећи од претпоставке да обезбедите нормално функционисање опреме, повећајте време пораста и пада сигнала што је више могуће како бисте смањили амплитуду и број хармоника електромагнетног зрачења које генерише сигнал. На пример, потребно је да изаберете одговарајући отпорник за пригушивање, одговарајући метод филтрирања и тако даље.

У прошлости, коришћење комплетних информација о електромагнетном пољу које генерише ПЦБ може научно проценити квалитет дизајна ПЦБ-а. Коришћењем комплетних електромагнетних информација ПЦБ-а, квалитет дизајна ПЦБ-а се може проценити са следећа четири аспекта: 1. Број фреквенцијских тачака: број хармоника. 2. Пролазне сметње: нестабилне електромагнетне сметње. 3. Интензитет зрачења: величина електромагнетне сметње у свакој тачки фреквенције. 4. Подручје дистрибуције: величина подручја дистрибуције електромагнетних сметњи на свакој тачки фреквенције на штампаној плочи.

У следећем примеру, А плоча је побољшање плоче Б. Шематски дијаграми две плоче и распоред главних компоненти су потпуно исти. Резултати спектра/просторног скенирања две плоче су приказани на слици 7:

Из спектрограма на слици 7, може се видети да је квалитет А плоче очигледно бољи од Б плоче, јер:

1. Broj frekvencijskih tačaka A ploče je očigledno manji od broja B ploče;

2. Амплитуда већине фреквенцијских тачака А плоче је мања од оне на Б плочи;

3. Пролазне сметње (фреквентне тачке које нису означене) А плоче су мање од оне на Б плоче.

Како добити и применити електромагнетне информације ПЦБ-а

Iz prostornog dijagrama se može videti da je ukupna oblast distribucije elektromagnetnih smetnji A ploče mnogo manja od one B ploče. Хајде да погледамо дистрибуцију електромагнетних сметњи у одређеној тачки фреквенције. Sudeći po distribuciji elektromagnetnih smetnji na tački frekvencije od 462MHz prikazanoj na slici 8, amplituda A ploče je mala, a površina mala. Б плоча има велики домет и посебно широко подручје дистрибуције.

Резиме овог чланка

Kompletne elektromagnetne informacije o PCB-u nam omogućavaju da imamo veoma intuitivno razumevanje celokupnog PCB-a, što ne samo da pomaže inženjerima da reše EMI/EMC probleme, već takođe pomaže inženjerima da otklone greške na PCB-u i kontinuirano poboljšavaju kvalitet dizajna PCB-a. Слично томе, постоји много апликација ЕМСЦАН-а, као што је помоћ инжењерима у решавању проблема са електромагнетном осетљивошћу и тако даље.