Geleneksel hata ayıklama araçları PCB şunları içerir: zaman alanı osiloskopu, TDR (zaman alanı reflektometrisi) osiloskopu, mantık analizörü ve frekans alanı spektrum analizörü ve diğer ekipmanlar, ancak bu araçlar PCB kartı verilerinin genel bilgilerinin bir yansımasını veremez. Bu makale, EMSCAN sistemi ile PCB’nin tam elektromanyetik bilgilerini elde etme yöntemini tanıtmakta ve bu bilgilerin tasarım ve hata ayıklamaya yardımcı olmak için nasıl kullanılacağını açıklamaktadır.

EMSCAN, spektrum ve uzay tarama işlevleri sağlar. Spektrum taramasının sonuçları bize EUT tarafından üretilen spektrum hakkında genel bir fikir verebilir: kaç tane frekans bileşeni vardır ve her bir frekans bileşeninin yaklaşık genliği nedir. Uzamsal taramanın sonucu, bir frekans noktası için genliği temsil eden rengin yer aldığı bir topografik haritadır. PCB tarafından üretilen belirli bir frekans noktasının dinamik elektromanyetik alan dağılımını gerçek zamanlı olarak görebiliriz.

“Girişim kaynağı”, bir spektrum analizörü ve tek bir yakın alan probu kullanılarak da bulunabilir. Burada bir metafor yapmak için “yangın” yöntemini kullanın, uzak alan testini (EMC standart testi) “yangın tespit etmek” için karşılaştırabilir, sınırın ötesinde bir frekans noktası varsa “yangın bulundu” olarak kabul edilir. ”. Geleneksel “Spektrum analizörü + tek prob” şeması genellikle EMI mühendisleri tarafından şasinin hangi kısmından alev çıktığını tespit etmek için kullanılır. Bir alev algılandığında, EMI bastırma genellikle ürünün içindeki alevi kapatmak için ekranlama ve filtreleme yoluyla gerçekleştirilir. EMSCAN, bir girişimin kaynağını, “çıra”nın yanı sıra girişimin yayılma yolu olan “ateşi” algılamamızı sağlar. Tüm sistemin EMI problemini kontrol etmek için EMSCAN kullanıldığında, genellikle alevden aleve izleme süreci benimsenir. Örneğin, parazitin nereden geldiğini kontrol etmek için önce şasiyi veya kabloyu tarayın, ardından ürünün içini, hangi PCB’nin parazite neden olduğunu takip edin ve ardından cihazı veya kabloları izleyin.

Genel yöntem aşağıdaki gibidir:

(1) Elektromanyetik girişim kaynaklarını hızla bulun. Temel dalganın uzaysal dağılımına bakın ve temel dalganın uzaysal dağılımı üzerinde en büyük genliğe sahip fiziksel konumu bulun. Geniş bant girişimi için, geniş bant girişiminin ortasında bir frekans belirleyin (60MhZ-80mhz geniş bant girişimi gibi, 70MHz belirtebiliriz), bu frekans noktasının uzamsal dağılımını kontrol edin, en büyük genliğe sahip fiziksel konumu bulun.

(2) Konumu belirtin ve konumun spektrum haritasına bakın. Bu konumdaki her bir harmonik noktanın genliğinin toplam spektrumla çakıştığını kontrol edin. Çakışıyorsa, belirtilen konumun bu bozulmaları üretmek için en güçlü yer olduğu anlamına gelir. Geniş bant paraziti için, bu konumun tüm geniş bant parazitinin maksimum konumu olup olmadığını kontrol edin.

(3) Çoğu durumda, tüm harmonikler aynı yerde üretilmez, hatta bazen harmonikler ve tek harmonikler bile farklı yerlerde üretilir veya her harmonik bileşen farklı yerlerde üretilebilir. Bu durumda önemsediğiniz frekans noktalarının uzamsal dağılımına bakarak en güçlü radyasyonu bulabilirsiniz.

(4) EMI/EMC problemlerini radyasyonun en güçlü olduğu yerde önlem alarak çözmek kuşkusuz en etkili olanıdır.

“Kaynak” ve yayılma yolunu gerçekten izleyebilen bu EMI algılama yöntemi, mühendislerin EMI sorunlarını en düşük maliyetle ve en hızlı şekilde gidermelerini sağlar. Bir telefon kablosundan yayılan radyasyonun olduğu bir iletişim cihazı durumunda, kabloya koruma veya filtreleme eklemenin mümkün olmadığı ortaya çıktı ve mühendisleri çaresiz bıraktı. Yukarıdaki izleme ve taramayı gerçekleştirmek için EMSCAN kullanıldıktan sonra, işlemci kartına birkaç yuan daha harcandı ve mühendislerin daha önce çözemediği EMI sorununu çözen birkaç filtre kondansatörü daha kuruldu. Hızlı tespit devresi arıza yeri Şekil 5: Normal kart ve arıza panosunun spektrum diyagramı.

PCB’nin karmaşıklığı arttıkça hata ayıklamanın zorluğu ve iş yükü de artar. Bir osiloskop veya mantık analizörü ile, bir seferde yalnızca bir veya sınırlı sayıda sinyal hattı gözlemlenebilirken, günümüzde bir PCB üzerinde binlerce sinyal hattı olabilir ve mühendislerin sorunu bulmak için deneyime veya şansa güvenmeleri gerekir. Normal kartın ve arızalı kartın “tam elektromanyetik bilgisine” sahipsek, iki veriyi karşılaştırarak anormal frekans spektrumunu bulabilir ve ardından anormal frekansın yerini bulmak için “parazit kaynağı bulma teknolojisini” kullanabiliriz. spektrum ve sonra arızanın yerini ve nedenini çabucak bulabiliriz. Daha sonra, Şekil 6’da gösterildiği gibi, fay plakasının uzaysal dağılım haritasında “anormal spektrum”un yeri bulundu. Bu şekilde, arıza yeri bir ızgaraya (7.6 mm x 7.6 mm) yerleştirildi ve sorun hızlı bir şekilde teşhis edilebildi. Şekil 6: Fay plakasının uzaysal dağılım haritasında “anormal spektrum”un yerini bulun.

Bu makale özeti

PCB eksiksiz elektromanyetik bilgi, tüm PCB’yi çok sezgisel bir şekilde anlamamıza izin verebilir, yalnızca mühendislerin EMI/EMC problemlerini çözmelerine yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda mühendislerin PCB’de hata ayıklamasına ve PCB’nin tasarım kalitesini sürekli olarak iyileştirmesine yardımcı olur. EMSCAN ayrıca mühendislerin elektromanyetik hassasiyet problemlerini çözmelerine yardımcı olmak gibi birçok uygulamaya sahiptir.