Alat tradisional pikeun debugging PCB ngawengku: oscilloscope domain waktos, TDR (reflectometry domain waktos) oscilloscope, logika analyzer, jeung frékuénsi domain spectrum analyzer jeung alat-alat sejen, tapi métode ieu teu bisa mere cerminan sakabéh informasi dewan PCB. data. Papan PCB disebut ogé papan sirkuit dicitak, papan sirkuit dicitak, papan sirkuit dicitak pikeun pondok, PCB (papan sirkuit dicitak) atanapi PWB (papan wiring dicitak) kanggo pondok, ngagunakeun papan insulasi salaku bahan dasar, dipotong kana ukuran anu tangtu, sareng sahenteuna napel A pola conductive kalawan liang (kayaning liang komponén, liang fastening, metallized liang, jeung sajabana) dipaké pikeun ngaganti chassis sahiji komponén éléktronik alat saméméhna tur ngawujudkeun interkonéksi antara komponén éléktronik. Kusabab dewan ieu dijieun maké percetakan éléktronik, mangka disebut “dicitak” circuit board. Teu akurat pikeun nyebut “papan sirkuit dicitak” salaku “sirkuit tercetak” sabab henteu aya “komponén anu dicitak” tapi ngan ukur kabel dina papan sirkuit anu dicitak.

Kumaha kéngingkeun sareng nerapkeun inpormasi éléktromagnétik PCB

Sistem scanning kasaluyuan éléktromagnétik Emscan ngagunakeun téhnologi anteneu Asép Sunandar Sunarya dipaténkeun jeung téhnologi switching éléktronik, nu bisa ngukur arus PCB dina speed tinggi. Konci pikeun Emscan nyaéta pamakéan anteneu Asép Sunandar Sunarya dipaténkeun pikeun ngukur radiasi deukeut-widang tina PCB digawé disimpen dina scanner teh. Asép Sunandar Sunarya anteneu ieu diwangun ku 40 x 32 (1280) panyilidikan H-widang leutik, nu study dina circuit board 8-lapisan, sarta lapisan pelindung ditambahkeun kana circuit board pikeun nempatkeun PCB dina test. Hasil scanning spéktrum tiasa masihan urang pamahaman kasar spéktrum dihasilkeun ku EUT: sabaraha komponén frékuénsi aya, sarta perkiraan gedena unggal komponén frékuénsi.

Pinuh band scan

Desain dewan PCB ieu dumasar kana diagram circuit schematic pikeun ngawujudkeun fungsi diperlukeun ku desainer circuit. Desain papan sirkuit dicitak utamana nujul kana desain perenah, nu perlu mertimbangkeun rupa faktor kayaning tata perenah sambungan éksternal, perenah dioptimalkeun komponén éléktronik internal, perenah dioptimalkeun tina sambungan logam jeung ngaliwatan liang, panyalindungan éléktromagnétik, jeung dissipation panas. Desain perenah alus teuing bisa ngahemat ongkos produksi jeung ngahontal kinerja circuit alus sarta kinerja dissipation panas. Desain perenah basajan bisa diwujudkeun ku leungeun, sedengkeun desain perenah kompléks perlu direalisasikeun kalayan bantuan desain komputer-dibantuan.

Nalika ngajalankeun spéktrum / fungsi scanning spasial, nempatkeun PCB gawé dina scanner teh. PCB dibagi kana 7.6mm × 7.6mm grids ku grid of scanner (unggal grid ngandung hiji usik H-widang), sarta ngaéksekusi Saatos scanning pita frékuénsi pinuh unggal usik (rentang frékuénsi bisa ti 10kHz-3GHz) , Emscan tungtungna méré dua gambar, nyaéta spéktrogram disintésis (Gambar 1) jeung peta spasi disintésis (Gambar 2).

Kumaha kéngingkeun sareng nerapkeun inpormasi éléktromagnétik PCB

Scanning spéktrum/spasial meunangkeun sakabéh data spéktrum unggal usik di sakabéh wewengkon scanning. Saatos ngalakukeun scan spéktrum/spasial, anjeun tiasa nampi inpormasi radiasi éléktromagnétik sadaya frekuensi di sadaya lokasi spasial. Anjeun tiasa ngabayangkeun spéktrum / data scan spasial dina Gambar 1 jeung Gambar 2 salaku kebat data scan spasial atawa kebat spéktrum Scan data. Anjeun tiasa:

1. Ningali peta sebaran spasial tina titik frékuénsi nu tangtu (hiji atawa leuwih frékuénsi) kawas nempo hasil scanning spasial, ditémbongkeun saperti dina Gambar 3.

2. Ningali spéktrogram titik lokasi fisik anu ditangtukeun (hiji atanapi langkung grid) sapertos ningali hasil scan spéktrum.

Rupa-rupa diagram distribusi spasial dina Gbr. 3 mangrupakeun diagram abdomén spasial tina titik frékuénsi ditempo ngaliwatan titik frékuénsi ditunjuk. Ieu dicandak ku nangtukeun titik frékuénsi kalawan × dina spéktrogram uppermost dina gambar. Anjeun tiasa nangtukeun titik frékuénsi pikeun nempo sebaran spasial unggal titik frékuénsi, atawa anjeun bisa nangtukeun sababaraha titik frékuénsi, Contona, nangtukeun sagala titik harmonik tina 83M pikeun nempo total spéktrogram.

Dina spéktrogram dina Gambar 4, bagian kulawu mangrupikeun spéktrogram total, sareng bagian biru mangrupikeun spéktrogram dina posisi anu ditangtukeun. Ku nangtukeun lokasi fisik dina PCB kalawan ×, ngabandingkeun spectrogram (biru) jeung total spectrogram (abu) dihasilkeun dina posisi éta, lokasi sumber gangguan kapanggih. Katingali tina Gambar 4 yén métode ieu tiasa gancang mendakan lokasi sumber interferensi boh interferensi pita lebar sareng interferensi pita sempit.

Panggihan gancang sumber gangguan éléktromagnétik

Kumaha kéngingkeun sareng nerapkeun inpormasi éléktromagnétik PCB

Analis spéktrum mangrupikeun alat pikeun ngulik struktur spéktrum sinyal listrik. Hal ieu dipaké pikeun ngukur distorsi sinyal, modulasi, purity spéktral, stabilitas frékuénsi, sarta distorsi intermodulasi. Éta tiasa dianggo pikeun ngukur sistem sirkuit anu tangtu sapertos amplifier sareng saringan. Parameter nyaéta alat ukur éléktronik multi guna. Éta ogé tiasa disebat osiloskop domain frekuensi, osiloskop tracking, osiloskop analisa, analisa harmonik, analisa karakteristik frekuensi atanapi analisa Fourier. Analis spéktrum modéren tiasa ningalikeun hasil analisa ku cara analog atanapi digital, sareng tiasa nganalisis sinyal listrik dina sadaya pita frékuénsi radio tina frekuensi anu rendah pisan dugi ka pita gelombang sub-milimeter di handap 1 Hz.

Ngagunakeun analisa spéktrum sareng panyilidikan jarak deukeut tunggal ogé tiasa mendakan “sumber gangguan”. Di dieu urang ngagunakeun métode “extinguishing seuneu” salaku métafora. Uji lapangan jauh (uji standar EMC) tiasa dibandingkeun sareng “ngadeteksi seuneu”. Lamun titik frékuénsi ngaleuwihan nilai wates, éta dianggap salaku “seuneu geus kapanggih”. Solusi tradisional “analisa spéktrum + usik tunggal” umumna dianggo ku insinyur EMI pikeun ngadeteksi “ti mana bagian tina sasis seuneu kaluar”. Saatos seuneu dideteksi, metode suprési EMI umum nyaéta ngagunakeun tameng sareng nyaring. “Seuneu” katutupan di jero produk. Emscan ngamungkinkeun urang pikeun ngadeteksi sumber gangguan sumber- “seuneu”, tapi ogé ningali “seuneu”, nyaeta, cara sumber gangguan nyebar.

Ieu bisa jelas katempo yen ngagunakeun “inpormasi éléktromagnétik lengkep”, éta pohara merenah pikeun maluruh sumber gangguan éléktromagnétik, teu ngan bisa ngajawab masalah narrowband gangguan éléktromagnétik, tapi ogé mujarab pikeun gangguan éléktromagnétik broadband.

Cara anu umum nyaéta kieu:

Kumaha kéngingkeun sareng nerapkeun inpormasi éléktromagnétik PCB

(1) Pariksa distribusi spasial gelombang fundamental, sarta manggihan posisi fisik jeung amplitudo pangbadagna dina peta sebaran spasial tina gelombang fundamental. Pikeun gangguan broadband, tangtukeun frékuénsi di tengah gangguan broadband (Contona, 60MHz-80MHz gangguan broadband, urang bisa nangtukeun 70MHz), pariksa sebaran spasial tina titik frékuénsi, sarta manggihan lokasi fisik jeung amplitudo pangbadagna.

(2) Sebutkeun lokasi sareng tingali spéktrogram lokasi. Pariksa naha amplitudo unggal titik harmonik dina posisi ieu coincides jeung total spéktrogram. Upami aranjeunna tumpang tindih, éta hartosna lokasi anu ditunjuk nyaéta tempat anu paling kuat anu ngahasilkeun gangguan ieu. Pikeun gangguan broadband, pariksa naha lokasi teh lokasi maksimum sakabéh gangguan broadband.

(3) Dina loba kasus, teu sakabeh harmonik dihasilkeun dina hiji lokasi. Kadang-kadang malah harmonik jeung harmonik ganjil dihasilkeun dina lokasi béda, atawa unggal komponén harmonik bisa dihasilkeun dina lokasi béda. Dina hal ieu, anjeun tiasa mendakan lokasi kalayan radiasi anu paling kuat ku ningali distribusi spasial tina titik frékuénsi anu anjeun pikahoyong.

(4) Nyandak ukuran di tempat anu radiasi pangkuatna pasti mangrupikeun solusi anu paling efektif pikeun masalah EMI / EMC.

Métode panalungtikan EMI jenis ieu anu leres-leres tiasa ngalacak “sumber” sareng jalur rambatan ngamungkinkeun para insinyur ngaleungitkeun masalah EMI kalayan biaya panghandapna sareng laju panggancangna. Dina kasus pangukuran sabenerna alat komunikasi, interferensi radiated radiated tina kabel saluran telepon. Saatos nganggo EMSCAN pikeun ngalaksanakeun tracking sareng scanning anu disebatkeun di luhur, sababaraha kapasitor saringan anu tungtungna dipasang dina dewan prosesor, anu ngarengsekeun masalah EMI anu teu tiasa direngsekeun ku insinyur.

Gancang nomeran lokasi sesar circuit

Kumaha kéngingkeun sareng nerapkeun inpormasi éléktromagnétik PCB

Kalayan paningkatan pajeulitna PCB, kasusah sareng beban kerja debugging ogé ningkat. Kalayan osiloskop atanapi analisa logika, ngan ukur hiji atanapi sajumlah kawates jalur sinyal tiasa ditingali dina waktos anu sami. Sanajan kitu, meureun aya rébuan garis sinyal dina PCB nu. Insinyur ngan bisa manggihan masalah ku pangalaman atawa tuah. Masalahna.

Lamun urang boga “inpormasi éléktromagnétik lengkep” tina dewan normal jeung dewan faulty, urang bisa ngabandingkeun data tina dua pikeun manggihan spéktrum frékuénsi abnormal, lajeng nganggo “téhnologi lokasi sumber gangguan” pikeun manggihan lokasi nu. spéktrum frékuénsi abnormal. Panggihan lokasi sareng sabab gagalna.

angka 5 nembongkeun spéktrum frékuénsi dewan normal jeung dewan faulty. Ngaliwatan ngabandingkeun, éta gampang pikeun manggihan yén aya hiji gangguan broadband abnormal dina dewan faulty.

Lajeng manggihan lokasi dimana ieu “spéktrum frékuénsi abnormal” dihasilkeun dina peta distribusi spasial tina dewan faulty, ditémbongkeun saperti dina Gambar 6. Ku cara kieu, lokasi sesar lokasina dina grid a (7.6mm × 7.6mm), jeung masalahna tiasa pisan serius. Diagnosis bakal dilakukeun pas.

Kumaha kéngingkeun sareng nerapkeun inpormasi éléktromagnétik PCB

Kasus aplikasi pikeun ngaevaluasi kualitas desain PCB

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

(1) Desain cascading wajar

Utamana susunan pesawat taneuh sareng pesawat kakuatan, sareng desain lapisan dimana garis sinyal sénsitip sareng garis sinyal anu ngahasilkeun seueur radiasi. Aya ogé division tina pesawat taneuh jeung pesawat kakuatan, sarta routing jalur sinyal sakuliah wewengkon dibagi.

(2) Jaga impedansi garis sinyal kontinyu-gancang

Sa saeutik vias sabisa; saloba mungkin ngambah sudut katuhu; sarta sakumaha leutik mungkin aréa balik ayeuna, éta bisa ngahasilkeun kirang harmonik jeung inténsitas radiasi handap.

(3) Saringan kakuatan anu saé

Jenis kapasitor saringan wajar, nilai kapasitansi, kuantitas, sareng posisi panempatan, kitu ogé susunan lapisan anu lumrah tina pesawat taneuh sareng pesawat kakuatan, tiasa mastikeun yén gangguan éléktromagnétik dikontrol di daérah pangleutikna.

(4) Coba pikeun mastikeun integritas pesawat taneuh

Kumaha kéngingkeun sareng nerapkeun inpormasi éléktromagnétik PCB

Sa saeutik vias sabisa; lumrah via spasi kaamanan; perenah alat lumrah; wajar via susunan pikeun mastikeun integritas pesawat taneuh ka extent greatest. Sabalikna, vias padet tur badag teuing via spasi kaamanan, atawa perenah alat wajar, serius bakal mangaruhan integritas pesawat taneuh jeung kakuatan pesawat, hasilna jumlah badag crosstalk induktif, radiasi mode umum, sarta bakal ngabalukarkeun sirkuit More sénsitip kana gangguan éksternal.

(5) Milarian kompromi antara integritas sinyal sareng kasaluyuan éléktromagnétik

Dina premis pikeun mastikeun fungsi normal alat-alat, ningkatkeun waktos naék sareng turunna ujung sinyal saloba mungkin pikeun ngirangan amplitudo sareng jumlah harmonik radiasi éléktromagnétik anu dihasilkeun ku sinyal. Salaku conto, anjeun kedah milih résistor damping anu cocog, metode panyaring anu cocog, sareng saterasna.

Baheula, pamakéan informasi médan éléktromagnétik lengkep dihasilkeun ku PCB nu ilmiah bisa evaluate kualitas desain PCB. Ngagunakeun informasi éléktromagnétik lengkep PCB nu, kualitas desain PCB nu bisa dievaluasi tina opat aspék handap: 1. Jumlah titik frékuénsi: Jumlah harmonik. 2. gangguan transien: gangguan éléktromagnétik stabil. 3. Inténsitas radiasi: gedéna gangguan éléktromagnétik dina unggal titik frékuénsi. 4. Wewengkon Distribusi: ukuran wewengkon distribusi gangguan éléktromagnétik dina unggal titik frékuénsi on PCB.

Dina conto di handap ieu, dewan A mangrupa perbaikan dewan B. Diagram skéma tina dua papan sareng perenah komponén utama persis sami. Hasil spéktrum / scanning spasial tina dua papan ditémbongkeun dina Gambar 7:

Tina spéktrogram dina Gambar 7, tiasa katingali yén kualitas papan A jelas langkung saé tibatan papan B, sabab:

1. Jumlah titik frékuénsi papan A téh écés kirang ti éta dewan B;

2. Amplitudo paling titik frékuénsi papan A leuwih leutik batan papan B;

3. The gangguan fana (titik frékuénsi anu teu ditandaan) dewan A kirang ti dewan B.

Kumaha kéngingkeun sareng nerapkeun inpormasi éléktromagnétik PCB

Ieu tiasa katingali tina diagram rohangan yén total aréa sebaran interferensi éléktromagnétik piring A langkung alit tibatan piring B. Hayu urang tingali sebaran interferensi éléktromagnétik dina titik frékuénsi anu tangtu. Ditilik tina sebaran gangguan éléktromagnétik dina titik frékuénsi 462MHz ditémbongkeun dina Gambar 8, amplitudo plat A leutik sarta aréa leutik. Papan B boga rentang badag sarta wewengkon distribusi utamana lega.

Ringkesan tulisan ieu

Inpormasi éléktromagnétik lengkep PCB ngamungkinkeun urang gaduh pamahaman anu intuitif ngeunaan PCB sadayana, anu henteu ngan ukur ngabantosan insinyur ngabéréskeun masalah EMI / EMC, tapi ogé ngabantosan insinyur debug PCB sareng terus ningkatkeun kualitas desain PCB. Nya kitu, aya seueur aplikasi EMSCAN, sapertos ngabantosan insinyur ngabéréskeun masalah kerentanan éléktromagnétik sareng saterasna.