De traditionella felsökningsverktygen för PCB inkluderar: tidsdomänoscilloskop, TDR (tidsdomänreflektometri) oscilloskop, logisk analysator och frekvensdomenspektrumanalysator och annan utrustning, men dessa medel kan inte ge en återspegling av den övergripande informationen om PCB -kortdata. Detta dokument introducerar metoden för att erhålla fullständig elektromagnetisk information om kretskort med EMSCAN -system, och beskriver hur man använder denna information för att hjälpa till att designa och felsöka.

EMSCAN tillhandahåller spektrum- och rymdskanningsfunktioner. Resultaten av spektrumsökningen kan ge oss en allmän uppfattning om det spektrum som produceras av EUT: hur många frekvenskomponenter det finns och vad som är den ungefärliga amplituden för varje frekvenskomponent. Resultatet av rumslig skanning är en topografisk karta med färg som representerar amplituden för en frekvenspunkt. Vi kan se den dynamiska elektromagnetiska fältfördelningen för en viss frekvenspunkt som genereras av PCB i realtid.

“Störningskällan” kan också lokaliseras med hjälp av en spektrumanalysator och en enda nära-fält-sond. Här använder du metoden “eld” för att utföra en metafor, kan jämföra fjärrfältstestet (EMC -standardtest) för att “upptäcka en brand”, om det finns en frekvenspunkt över gränsen anses det som “hittat en brand ”. Det traditionella “Spectrum analysator + single probe” -schemat används vanligtvis av EMI -ingenjörer för att upptäcka vilken del av chassit en låga släpper från. När en låga detekteras utförs i allmänhet EMI -undertryckning genom skärmning och filtrering för att täcka flamman inuti produkten. EMSCAN låter oss upptäcka källan till en störning, ”tändningen”, såväl som ”elden”, som är störningens spridningsväg. När EMSCAN används för att kontrollera EMI -problemet för hela systemet antas generellt spårningsprocessen från flamma till flamma. Skanna till exempel först chassit eller kabeln för att kontrollera var interferensen kommer ifrån, spåra sedan produktens insida, vilket kretskort orsakar störningen och spåra sedan enheten eller ledningarna.

Den allmänna metoden är följande:

(1) Hitta snabbt elektromagnetiska störningskällor. Titta på den grundläggande vågens rumsliga fördelning och hitta den fysiska platsen med den största amplituden på den grundläggande vågens rumsliga fördelning. För bredbandsinterferens, ange en frekvens i mitten av bredbandsinterferensen (till exempel en 60MhZ-80mhz bredbandsinterferens, vi kan specificera 70MHz), kontrollera den rumsliga fördelningen av denna frekvenspunkt, hitta den fysiska platsen med den största amplituden.

(2) Ange positionen och se spektrumkartan för positionen. Kontrollera att amplituden för varje harmonisk punkt på den platsen sammanfaller med det totala spektrumet. Om det överlappar betyder det att den angivna platsen är den starkaste platsen för att producera dessa störningar. För bredbandsinterferens, kontrollera om denna position är den maximala positionen för hela bredbandsinterferensen.

(3) I många fall genereras inte alla övertoner på samma plats, ibland till och med övertoner och udda övertoner genereras på olika platser, eller varje harmonisk komponent kan genereras på olika platser. I det här fallet kan du hitta den starkaste strålningen genom att titta på den rumsliga fördelningen av de frekvenspunkter du bryr dig om.

(4) Det är utan tvekan det mest effektiva att lösa EMI/EMC -problem genom att vidta åtgärder på platsen med den starkaste strålningen.

Denna EMI -detektionsmetod, som verkligen kan spåra “källan” och utbredningsvägen, gör det möjligt för ingenjörer att felsöka EMI -problem till lägsta kostnad och snabbast. När det gäller en kommunikationsanordning, där strålning utstrålades från en telefonkabel, blev det uppenbart att det inte var möjligt att lägga till skärmning eller filtrering till kabeln, vilket lämnade ingenjörer hjälplösa. Efter att EMSCAN användes för att utföra ovanstående spårning och skanning spenderades ytterligare några yuan på processorkortet och flera fler filterkondensatorer installerades, vilket löste EMI -problemet som ingenjörer inte kunde lösa tidigare. Snabb lokalisering av kretsfelplats Figur 5: Spektrumdiagram över normalt kort och felkort.

När komplexiteten hos PCB ökar, ökar också svårigheten och arbetsbelastningen för felsökning. Med ett oscilloskop eller en logisk analysator kan endast en eller ett begränsat antal signalledningar observeras åt gången, medan det numera kan finnas tusentals signalledningar på ett kretskort, och ingenjörer måste lita på erfarenhet eller tur för att hitta problemet. Om vi ​​har den “fullständiga elektromagnetiska informationen” för det normala kortet och det felaktiga kortet kan vi hitta det onormala frekvensspektrumet genom att jämföra de två data och sedan använda “interferenskällans lokaliseringsteknik” för att ta reda på platsen för den onormala frekvensen spektrum, och då kan vi snabbt hitta platsen och orsaken till felet. Därefter hittades platsen för det “onormala spektrumet” på den spatiala fördelningskartan för felplattan, som visas i FIG.6. På detta sätt var felplatsen lokaliserad till ett rutnät (7.6 mm × 7.6 mm), och problemet kunde snabbt diagnostiseras. Figur 6: Hitta platsen för “onormalt spektrum” på den spatiala fördelningskartan för felplattan.

Denna artikel sammanfattning

PCB -komplett elektromagnetisk information, kan låta oss ha en mycket intuitiv förståelse av hela kretskortet, inte bara hjälpa ingenjörer att lösa EMI/EMC -problem, utan också hjälpa ingenjörer att felsöka kretskort och ständigt förbättra designkvaliteten på kretskortet. EMSCAN har också många applikationer, till exempel att hjälpa ingenjörer att lösa problem med elektromagnetisk känslighet.