傳統的調試工具 PCB 包括：時域示波器、TDR（時域反射計）示波器、邏輯分析儀和頻域頻譜分析儀等設備，但這些方法都不能反映PCB板的整體信息。 數據。 PCB板又稱印刷電路板、印刷電路板、簡稱印製電路板，簡稱PCB（印刷電路板）或PWB（印刷線路板），以絕緣板為基材，切割成一定尺寸，至少附有一個帶孔的導電圖案（如元件孔、緊固孔、金屬化孔等），用來代替之前器件的電子元件的底盤，實現電子元件之間的互連。 因為這塊板是用電子印刷製作的，所以被稱為“印刷”電路板。 將“印刷電路板”稱為“印刷電路”是不准確的，因為印刷電路板上沒有“印刷元件”，只有佈線。

如何獲取和應用PCB電磁信息

Emscan電磁兼容掃描系統採用專利陣列天線技術和電子開關技術，可高速測量PCB電流。 Emscan 的關鍵是使用獲得專利的陣列天線來測量放置在掃描儀上的工作 PCB 的近場輻射。 該天線陣列由 40 x 32 (1280) 個小型 H 場探頭組成，這些探頭嵌入在 8 層電路板中，並在電路板上添加保護層以放置待測 PCB。 頻譜掃描的結果可以讓我們大致了解EUT產生的頻譜：有多少個頻率分量，以及每個頻率分量的大致大小。

全波段掃描

The design of the PCB board is based on the circuit schematic diagram to realize the functions required by the circuit designer. The design of the printed circuit board mainly refers to the layout design, which needs to consider various factors such as the layout of external connections, the optimized layout of internal electronic components, the optimized layout of metal connections and through holes, electromagnetic protection, and heat dissipation. Excellent layout design can save production cost and achieve good circuit performance and heat dissipation performance. Simple layout design can be realized by hand, while complex layout design needs to be realized with the aid of computer-aided design.

執行頻譜/空間掃描功能時，將工作 PCB 放在掃描儀上。 PCB被掃描儀的網格劃分為7.6mm×7.6mm的網格（每個網格包含一個H場探頭），並在掃描每個探頭的全頻段後執行（頻率範圍可以從10kHz-3GHz） ，Emscan最後給出了兩張圖，分別是合成的頻譜圖（圖1）和合成的空間圖（圖2）。

如何獲取和應用PCB電磁信息

光譜/空間掃描獲取整個掃描區域內每個探頭的所有光譜數據。 進行頻譜/空間掃描後，可以獲得所有空間位置所有頻率的電磁輻射信息。 你可以把圖1和圖2中的光譜/空間掃描數據想像成一堆空間掃描數據或一堆光譜掃描數據。 你可以：

1. 像查看空間掃描結果一樣查看指定頻點（一個或多個頻率）的空間分佈圖，如圖3所示。

2. 像查看頻譜掃描結果一樣查看指定物理位置點（一個或多個網格）的頻譜圖。

圖3中各空間分佈圖為通過指定頻點觀察的頻點空間腹部圖。 它是通過在圖中最上面的頻譜圖中用 × 指定頻點來獲得的。 可以指定一個頻點查看每個頻點的空間分佈，也可以指定多個頻點，例如指定83M的所有諧波點查看總頻譜圖。

在圖4的頻譜圖中，灰色部分為總頻譜圖，藍色部分為指定位置的頻譜圖。 通過用 × 指定 PCB 上的物理位置，比較在該位置生成的頻譜圖（藍色）和總頻譜圖（灰色），找到干擾源的位置。 從圖4可以看出，無論是寬帶乾擾還是窄帶乾擾，該方法都能快速找到干擾源的位置。

快速定位電磁干擾源

如何獲取和應用PCB電磁信息

A spectrum analyzer is an instrument for studying the spectrum structure of electrical signals. It is used to measure signal distortion, modulation, spectral purity, frequency stability, and intermodulation distortion. It can be used to measure certain circuit systems such as amplifiers and filters. Parameter is a multi-purpose electronic measuring instrument. It can also be called frequency domain oscilloscope, tracking oscilloscope, analysis oscilloscope, harmonic analyzer, frequency characteristic analyzer or Fourier analyzer. Modern spectrum analyzers can display analysis results in analog or digital ways, and can analyze electrical signals in all radio frequency bands from very low frequency to sub-millimeter wave bands below 1 Hz.

使用頻譜分析儀和單個近場探頭也可以定位“干擾源”。 這裡我們用“滅火”的方法來比喻。 遠場測試（EMC 標準測試）可以比作“檢測火災”。 如果某個頻率點超過限值，則認為“已發現火災”。 傳統的“頻譜分析儀+單探頭”方案一般被EMI工程師用來檢測“火焰是從機箱的哪個部分出來”。 檢測到火焰後，一般的EMI抑制方法是採用屏蔽和濾波。 “火焰”覆蓋在產品內部。 Emscan讓我們能夠檢測到干擾源的來源——“火”，同時也讓我們看到了“火”，即乾擾源的傳播方式。

可以清楚地看到，利用“完整的電磁信息”，定位電磁干擾源非常方便，不僅可以解決窄帶電磁干擾問題，而且對寬帶電磁干擾也有效。

一般方法如下：

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(1)檢查基波的空間分佈，在基波的空間分佈圖上找出幅度最大的物理位置。 對於寬帶乾擾，在寬帶乾擾中間指定一個頻率（例如60MHz-80MHz寬帶乾擾，我們可以指定70MHz），查看頻點的空間分佈，找到幅度最大的物理位置。

(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) 在許多情況下，並非所有諧波都在一個位置產生。 有時偶次諧波和奇次諧波在不同位置產生，或者每個諧波分量可能在不同位置產生。 在這種情況下，您可以通過查看您關心的頻率點的空間分佈來找到輻射最強的位置。

(4) 在輻射最強的地方採取措施無疑是解決EMI/EMC問題最有效的方法。

這種能夠真正追踪“源頭”和傳播路徑的EMI調查方法，讓工程師能夠以最低的成本和最快的速度消除EMI問題。 在通信設備的實際測量情況下，從電話線電纜輻射的輻射干擾。 使用EMSCAN進行上述跟踪掃描後，終於在處理器板上安裝了幾個濾波電容，解決了工程師無法解決的EMI問題。

Quickly locate the circuit fault location

如何獲取和應用PCB電磁信息

隨著PCB複雜度的增加，調試的難度和工作量也在增加。 使用示波器或邏輯分析儀，只能同時觀察一條或有限數量的信號線。 但是，PCB 上可能有數千條信號線。 工程師只能靠經驗或運氣發現問題。 問題。

如果我們有正常板和故障板的“完整電磁信息”，我們可以通過比較兩者的數據，找出異常頻譜，然後利用“干擾源定位技術”找出故障板的位置。異常頻譜。 找出故障的位置和原因。

正常單板和故障單板的頻譜如圖5所示。 通過對比，很容易發現故障單板上存在異常寬帶乾擾。

然後在故障單板的空間分佈圖上找到這個“異常頻譜”產生的位置，如圖6所示，這樣故障位置就位於一個網格（7.6mm×7.6mm）上，並且這個問題可能非常嚴重。 很快就會做出診斷。

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PCB設計質量評估應用案例

好的PCB需要工程師精心設計。 需要考慮的問題包括：

(1) 合理的級聯設計

尤其是地平面和電源平面的佈置，以及敏感信號線和產生大量輻射的信號線所在層的設計。 還有地平面和電源平面的劃分，以及跨越劃分區域的信號線的走線。

(2) 保持信號線阻抗盡可能連續

盡可能少的過孔； 盡可能少的直角軌跡； 並且盡可能小的電流返回面積，它可以產生更少的諧波和更低的輻射強度。

(3) 好的電源濾波器

合理的濾波電容類型、電容值、數量和放置位置，以及合理的接地層和電源層的分層佈置，可以確保將電磁干擾控制在盡可能小的區域內。

(4)盡量保證地平面的完整性

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盡可能少的過孔； 合理的安全間距； 合理的設備佈局； 合理的過孔佈置，最大程度保證地平面的完整性。 相反，過孔密集、過孔安全間距過大，或器件佈局不合理，會嚴重影響地平面和電源平面的完整性，產生大量的電感串擾、共模輻射，並會造成電路損壞。對外界干擾敏感。

(5) 在信號完整性和電磁兼容性之間找到折衷

在保證設備正常功能的前提下，盡可能增加信號的上升沿和下降沿時間，以降低信號產生的電磁輻射的幅值和諧波次數。 例如，您需要選擇合適的阻尼電阻、合適的濾波方法等。

過去，利用PCB產生的完整電磁場信息，可以科學地評估PCB設計的質量。 利用PCB的完整電磁信息，可以從以下四個方面來評價PCB的設計質量： 1、頻點數：諧波數。 2.瞬態干擾：不穩定的電磁干擾。 3、輻射強度：各頻點電磁干擾的大小。 4、分佈面積：PCB上各頻率點電磁干擾分佈面積的大小。

在下面的例子中，A 板是 B 板的改進。 兩塊板的原理圖和主要元器件的佈局完全一樣。 兩塊板的頻譜/空間掃描結果如圖7所示：

從圖7中的頻譜圖可以看出，A板的質量明顯優於B板，因為：

1、A板頻點數明顯少於B板；

2、A板大部分頻點的幅度比B板小；

3、A板的瞬態干擾（未標出的頻點）小於B板。

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從空間圖可以看出，A板的總電磁干擾分佈面積遠小於B板。 我們來看看某個頻率點的電磁干擾分佈。 從圖462所示8MHz頻點的電磁干擾分佈來看，A板幅值小，面積小。 B板範圍大，分佈範圍特別廣。

本文摘要

PCB完整的電磁信息讓我們對PCB整體有一個非常直觀的了解，不僅可以幫助工程師解決EMI/EMC問題，還可以幫助工程師調試PCB，不斷提高PCB的設計質量。 同樣，EMSCAN的應用也有很多，比如幫助工程師解決電磁敏感性問題等等。