传统的调试工具 PCB 包括：时域示波器、TDR（时域反射计）示波器、逻辑分析仪、频域频谱分析仪等设备，但这些方法都不能反映PCB板的整体信息。 数据。 PCB板又称印刷电路板、印刷电路板、简称印制电路板，简称PCB（印刷电路板）或PWB（印刷线路板），以绝缘板为基材，切割成一定尺寸，至少附有一个带孔的导电图案（如元件孔、紧固孔、金属化孔等），用来代替之前器件的电子元件的底盘，实现电子元件之间的互连。 因为这块板是用电子印刷制作的，所以被称为“印刷”电路板。 将“印刷电路板”称为“印刷电路”是不准确的，因为印刷电路板上没有“印刷元件”，只有布线。

如何获取和应用PCB电磁信息

Emscan电磁兼容扫描系统采用专利阵列天线技术和电子开关技术，可高速测量PCB电流。 Emscan 的关键是使用获得专利的阵列天线来测量放置在扫描仪上的工作 PCB 的近场辐射。 该天线阵列由 40 x 32 (1280) 个小型 H 场探头组成，这些探头嵌入在 8 层电路板中，并在电路板上添加保护层以放置待测 PCB。 频谱扫描的结果可以让我们大致了解EUT产生的频谱：有多少个频率分量，以及每个频率分量的大致大小。

全波段扫描

PCB板的设计是根据电路原理图来实现电路设计者所需要的功能。 印刷电路板的设计主要是指版图设计，需要综合考虑外部连接的布局、内部电子元器件的优化布局、金属连接和通孔的优化布局、电磁防护等各种因素。散热。 优秀的版图设计可以节省生产成本，实现良好的电路性能和散热性能。 简单的版面设计可以通过手工实现，而复杂的版面设计需要借助计算机辅助设计来实现。

执行频谱/空间扫描功能时，将工作 PCB 放在扫描仪上。 PCB被扫描仪的网格划分为7.6mm×7.6mm的网格（每个网格包含一个H场探头），并在扫描每个探头的全频段后执行（频率范围可以从10kHz-3GHz） ，Emscan最后给出了两张图，分别是合成的频谱图（图1）和合成的空间图（图2）。

如何获取和应用PCB电磁信息

光谱/空间扫描获取整个扫描区域内每个探头的所有光谱数据。 进行频谱/空间扫描后，可以获得所有空间位置所有频率的电磁辐射信息。 你可以把图1和图2中的光谱/空间扫描数据想象成一堆空间扫描数据或一堆光谱扫描数据。 你可以：

1. 像查看空间扫描结果一样查看指定频点（一个或多个频率）的空间分布图，如图3所示。

2. 像查看频谱扫描结果一样查看指定物理位置点（一个或多个网格）的频谱图。

图3中各空间分布图为通过指定频点观察的频点空间腹部图。 它是通过在图中最上面的频谱图中用 × 指定频点来获得的。 可以指定一个频点查看每个频点的空间分布，也可以指定多个频点，例如指定83M的所有谐波点查看总频谱图。

在图4的频谱图中，灰色部分为总频谱图，蓝色部分为指定位置的频谱图。 通过用 × 指定 PCB 上的物理位置，比较在该位置生成的频谱图（蓝色）和总频谱图（灰色），找到干扰源的位置。 从图4可以看出，无论是宽带干扰还是窄带干扰，该方法都能快速找到干扰源的位置。

快速定位电磁干扰源

如何获取和应用PCB电磁信息

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.

使用频谱分析仪和单个近场探头也可以定位“干扰源”。 这里我们用“灭火”的方法来比喻。 远场测试（EMC 标准测试）可以比作“检测火灾”。 如果某个频率点超过限值，则认为“已发现火灾”。 EMI工程师一般采用传统的“频谱分析仪+单探头”方案来检测“火焰是从机箱的哪个部分出来”。 检测到火焰后，一般的EMI抑制方法是采用屏蔽和滤波。 “火焰”覆盖在产品内部。 Emscan让我们能够检测到干扰源的来源——“火”，同时也让我们看到了“火”，即干扰源的传播方式。

可以清楚地看到，利用“完整的电磁信息”，定位电磁干扰源非常方便，不仅可以解决窄带电磁干扰问题，而且对宽带电磁干扰也有效。

一般方法如下：

如何获取和应用PCB电磁信息

(1)检查基波的空间分布，在基波的空间分布图上找出幅度最大的物理位置。 对于宽带干扰，在宽带干扰中间指定一个频率（例如60MHz-80MHz宽带干扰，我们可以指定70MHz），查看频点的空间分布，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) 在许多情况下，并非所有谐波都在一个位置产生。 有时偶次谐波和奇次谐波在不同位置产生，或者每个谐波分量可能在不同位置产生。 在这种情况下，您可以通过查看您关心的频率点的空间分布来找到辐射最强的位置。

(4) 在辐射最强的地方采取措施无疑是解决EMI/EMC问题最有效的方法。

这种能够真正追踪“源头”和传播路径的EMI调查方法，让工程师能够以最低的成本和最快的速度消除EMI问题。 在通信设备的实际测量情况下，从电话线电缆辐射的辐射干扰。 使用EMSCAN进行上述跟踪扫描后，终于在处理器板上安装了几个滤波电容，解决了工程师无法解决的EMI问题。

Quickly locate the circuit fault location

如何获取和应用PCB电磁信息

随着PCB复杂度的增加，调试的难度和工作量也在增加。 使用示波器或逻辑分析仪，只能同时观察一条或有限数量的信号线。 但是，PCB 上可能有数千条信号线。 工程师只能靠经验或运气发现问题。 问题。

如果我们有正常板和故障板的“完整电磁信息”，我们可以通过比较两者的数据，找出异常频谱，然后利用“干扰源定位技术”找出故障板的位置。异常频谱。 找出故障的位置和原因。

正常单板和故障单板的频谱如图5所示。 通过对比，很容易发现故障单板上存在异常宽带干扰。

然后在故障单板的空间分布图上找到这个“异常频谱”产生的位置，如图6所示，这样故障位置就位于一个网格（7.6mm×7.6mm）上，并且这个问题可能非常严重。 很快就会做出诊断。

如何获取和应用PCB电磁信息

PCB设计质量评估应用案例

好的PCB需要工程师精心设计。 需要考虑的问题包括：

(1) 合理的级联设计

尤其是地平面和电源平面的布置，以及敏感信号线和产生大量辐射的信号线所在层的设计。 还有地平面和电源平面的划分，以及跨越划分区域的信号线的走线。

(2) 保持信号线阻抗尽可能连续

尽可能少的过孔； 尽可能少的直角走线； 并且尽可能小的电流返回面积，它可以产生更少的谐波和更低的辐射强度。

(3) 好的电源滤波器

合理的滤波电容类型、电容值、数量和放置位置，以及合理的接地层和电源层的分层布置，可以确保将电磁干扰控制在尽可能小的区域内。

(4)尽量保证地平面的完整性

如何获取和应用PCB电磁信息

尽可能少的过孔； 合理的安全间距； 合理的设备布局； 合理的过孔布置，最大程度保证地平面的完整性。 相反，过孔密集、过孔安全间距过大，或器件布局不合理，会严重影响地平面和电源平面的完整性，产生大量的电感串扰、共模辐射，并会造成电路损坏。对外界干扰敏感。

(5) 在信号完整性和电磁兼容性之间找到折衷方案

在保证设备正常功能的前提下，尽可能增加信号的上升沿和下降沿时间，以降低信号产生的电磁辐射的幅值和谐波次数。 例如，您需要选择合适的阻尼电阻、合适的滤波方法等。

过去，利用PCB产生的完整电磁场信息，可以科学地评估PCB设计的质量。 利用PCB的完整电磁信息，可以从以下四个方面评价PCB的设计质量： 1、频点数：谐波数。 2.瞬态干扰：不稳定的电磁干扰。 3、辐射强度：各频点电磁干扰的大小。 4、分布面积：PCB上各频点电磁干扰分布面积的大小。

在下面的例子中，A 板是 B 板的改进。 两块板的原理图和主要元器件的布局完全一样。 两块板的频谱/空间扫描结果如图7所示：

从图7中的频谱图可以看出，A板的质量明显优于B板，因为：

1、A板频点数明显少于B板；

2、A板大部分频点的幅度比B板小；

3、A板的瞬态干扰（未标出的频点）小于B板。

如何获取和应用PCB电磁信息

从空间图可以看出，A板的总电磁干扰分布面积远小于B板。 我们来看看某个频率点的电磁干扰分布。 从图462所示8MHz频点的电磁干扰分布来看，A板幅值小，面积小。 B板范围大，分布范围特别广。

本文摘要

PCB完整的电磁信息让我们对PCB整体有一个非常直观的了解，不仅可以帮助工程师解决EMI/EMC问题，还可以帮助工程师调试PCB，不断提高PCB的设计质量。 同样，EMSCAN的应用也有很多，比如帮助工程师解决电磁敏感性问题等等。