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Acquisizione e applicazione di informazioni elettromagnetiche della scheda PCB
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Acquisizione e applicazione di informazioni elettromagnetiche della scheda PCB

Acquisizione e applicazione di informazioni elettromagnetiche della scheda PCB

2022-03-07
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Author:pcb

Gli strumenti tradizionali per il debug Scheda PCB includono: oscilloscopi a dominio temporale, TDR (time-domain reflectometry) oscilloscopes, analizzatori logici, and frequency-domain spectrum analyzers, ecc., ma nessuno di questi metodi può fornire una riflessione delle informazioni generali del PCB Scheda. dati. Scheda PCB,Circuito stampato, detto anche circuito stampato, detto anche circuito stampato, detto scheda stampata, abbreviazione inglese PCB (circuito stampato) o PWB (circuito stampato), con scheda isolante come materiale di base, tagliato in una certa dimensione, almeno con A pattern conduttivo con fori (come fori dei componenti, fori di fissaggio, fori metallizzati, ecc. ) viene utilizzato per sostituire il telaio dei precedenti componenti elettronici e realizzare l'interconnessione tra componenti elettronici. Perché tali schede sono fatte utilizzando tecniche di stampa elettronica, sono chiamati circuiti stampati. È impreciso chiamare un "circuito stampato" un "circuito stampato" perché non ci sono "componenti stampati" sul circuito stampato, but only wiring. Emscan adotta la tecnologia avanzata dell'antenna di matrice e la tecnologia di commutazione elettronica, che può misurare la corrente del PCB ad alta velocità. La chiave di Emscan è l'uso di un'antenna array per misurare la radiazione vicino-campo di un PCB funzionante posizionato sullo scanner. L'antenna è composta da 40 x 32 (1280) piccole sonde H-field incorporate in un circuito stampato a 8 strati con uno strato protettivo per ospitare il PCB in prova. I risultati della scansione dello spettro possono darci un'idea generale dello spettro prodotto dall'EUT: quanti componenti di frequenza ci sono e approssimativamente qual è la grandezza di ogni componente di frequenza.

Scheda PCB

Scansione a frequenza completa

La progettazione del PCB Scheda si basa sullo schema schematico del circuito per realizzare le funzioni richieste dal progettista del circuito. Il design del circuito stampato si riferisce principalmente al design del layout, che deve prendere in considerazione vari fattori come la disposizione delle connessioni esterne, la disposizione ottimale dei componenti elettronici interni, la disposizione ottimale dei collegamenti metallici e dei fori passanti, la protezione elettronica e la dissipazione del calore. La progettazione del layout può risparmiare i costi di produzione e raggiungere la buona prestazione del circuito e la prestazione di dissipazione del calore. La progettazione di layout complessi e complessi deve essere realizzata tramite computer-aided design. Quando si esegue lo spettral/funzione di scansione spaziale, posizionare il PCB funzionante sullo scanner, il PCB è diviso in griglie 7.6mm7.6mm dalla griglia dello scanner (ogni griglia contiene una sonda H-field), eseguire la scansione dell'intera gamma di frequenza di ogni sonda (la gamma di frequenza può essere da 10kHz a 3GHz), Emscan finalmente dà due immagini, che sono lo spettrogramma sintetico e il grafico spaziale sintetico. Le scansioni spettrali/spaziali ottengono tutti i dati spettrali per ogni sonda nell'intera area di scansione.


Individuare rapidamente le fonti di interferenza elettromagnetica

L'analizzatore di spettro è uno strumento per studiare la struttura spettrale dei segnali elettrici. Viene utilizzato per misurare parametri di segnale quali distorsione del segnale, modulazione, purezza spettrale, stabilità della frequenza e distorsione dell'intermodulazione. Può essere utilizzato per misurare alcune parti di sistemi di circuito come amplificatori e filtri. Il parametro è uno strumento di misura elettronico multiuso. Può anche essere chiamato oscilloscopio a dominio di frequenza, oscilloscopio di tracciamento, oscilloscopio per analisi, analizzatore armonico, analizzatore di caratteristiche di frequenza o analizzatore Fourier. I moderni analizzatori di spettro possono visualizzare i risultati dell'analisi in forma analogica o digitale, e possono analizzare i segnali elettrici in tutte le bande di radiofrequenza da frequenze molto basse sotto 1 Hz a banda sub-millimetriche. Utilizzando un analizzatore di spettro e una singola sonda near-field, "sorgenti di interferenza" possono anche essere localizzate. Il metodo di "estinzione del fuoco" è usato qui come analogia. Il test in campo lontano (test standard EMC) può essere paragonato al "rilevamento del fuoco". Se ci sono punti di frequenza superiori al valore limite, è considerato "fuoco trovato". La soluzione tradizionale "analizzatore di spettro + sonda singola" è generalmente utilizzata dagli ingegneri EMI per rilevare "dove le fiamme escono dal telaio". "Fiamma" è coperto all'interno del prodotto. EMSCAN permette di rilevare la sorgente della sorgente di interferenza - "tinder", e anche vedere il "fuoco", cioè il percorso di trasmissione della sorgente di interferenza.

Il metodo generale è il seguente: individuare rapidamente la fonte di interferenza elettromagnetica.

(1) Controllare la distribuzione spaziale dell'onda fondamentale e trovare la posizione fisica dell'ampiezza sul diagramma di distribuzione spaziale dell'onda fondamentale. Per le interferenze a banda larga, specificare una frequenza al centro dell'interferenza a banda larga (ad esempio, interferenza a banda larga 60MHz-80MHz, possiamo specificare 70MHz), controllare la distribuzione spaziale del punto di frequenza, e trovare la posizione fisica dell'ampiezza.

(2) Specificare la posizione e vedere lo spettrogramma della posizione. Verificare che le ampiezze dei singoli punti armonici in quella posizione coincidano con lo spettrogramma totale. Se coincidono, significa che la posizione specificata è un luogo forte per questi disturbi. Per interferire a banda larga, verificare se la posizione è la posizione dell'intera interferenza a banda larga.

(3) In molti casi, non tutte le armoniche sono generate in una sola posizione, talvolta anche armoniche e armoniche dispari vengono generate in posizioni diverse, ed è anche possibile che ogni componente armonica sia generata in posizioni diverse. In questo caso, È possibile trovare la posizione della forte radiazione guardando la distribuzione spaziale dei punti di frequenza che ti interessano.

(4) Adottare misure in luoghi con forti radiazioni è indubbiamente efficace per risolvere i problemi EMI/EMC.

Questo metodo di risoluzione dei problemi EMI, che può realmente tracciare il percorso di "sorgente" e propagazione, consente agli ingegneri di eliminare i problemi EMI a basso costo e velocità elevate. In una misura efficace di un dispositivo di comunicazione, interferenza irradiata irradiata dal cavo della linea telefonica. Dopo la scansione di tracciamento sopra menzionata con EMSCAN, sono stati installati altri condensatori filtranti sulla scheda processore, che ha risolto il problema EMI che l'ingegnere non ha potuto risolvere.


Individua rapidamente la posizione dell'errore del circuito

Con l'aumentare della complessità del PCB, anche la difficoltà e il carico di lavoro del debug. Utilizzando un oscilloscopio o un analizzatore logico, solo una o un numero limitato di linee di segnale possono essere osservate contemporaneamente. Tuttavia, ci possono essere miglia di linea di segnale sul PCB. Gli ingegneri possono trovare il problema solo per esperienza o fortuna. il problema. Se abbiamo la "completa informazione elettromagnetica" della scheda normale e della scheda difettosa, confrontando i dati dei due, possiamo trovare lo spettro di frequenza anormale, e quindi utilizzare la "tecnologia di localizzazione della sorgente di interferenza" per scoprire la posizione dello spettro di frequenza anormale. Trova la posizione e la causa del guasto. Quindi trova la posizione in cui questo "specchio anomalo" si verifica sulla mappa di distribuzione spaziale della scheda avversa, come mostrato nella figura 6. In questo modo, la posizione del guasto si trova su una griglia (7.6mm 7.6mm), e il problema può essere risolto. Diagnostica presto.


Applicazioni per la valutazione della qualità di progettazione PCB

Un buon PCB deve essere progettato con attenzione dagli ingegneri e le questioni da considerare includono:

(1) Progettazione impilabile ragionevole: in particolare la disposizione del piano di terra e del piano di potenza, così come la progettazione dello strato in cui si trovano le linee di segnale sensibili e le linee di segnale che generano molta radiazione. Ci sono anche divisioni di piani di terra, power planes, e instradamento delle linee di segnale attraverso l'area di divisione.

(2) mantenere l'impedenza della linea del segnale il più continuo possibile: meno vias possibile; il minor numero possibile di tracce ad angolo retto; e la più piccola area di ritorno corrente possibile, che può generare meno armonia e minore intensità di radiazione.

(3) Buon filtraggio dell'alimentazione elettrica: tipo ragionevole, capacità, quantità, e posizionamento dei condensatori filtrati, nonché una ragionevole disposizione di impilamento di piani di terra e piani di potenza, può garantire che le interferenze elettriche siano controllate nella più piccola area possibile.

(4) Garantire il più possibile l'integrità del piano di terra: il minor numero possibile di vias; ragionevole distanza di sicurezza tra i vias; layout ragionevole del dispositivo; disposizione ragionevole dei vias per garantire l'integrità del piano di terra. Al contrario, le vie dense e l'eccessiva distanza di sicurezza delle vie, o layout irrazionale del dispositivo, influiranno seriamente sull'integrità del piano di terra e del piano di potenza, che provocano una grande quantità di crosstalk induttivo, common mode radiation, e rendono il circuito più sensibile ai disturbi esterni.

(5) Trovare un compromesso tra integrità del segnale e compatibilità elettromagnetica: Sulla premessa di garantire il normale funzionamento dell'apparecchiatura, aumentare il più possibile il tempo di salita e caduta del bordo del segnale, e ridurre l'ampiezza e il numero di armoniche della radiazione elettrica A tica generata dal segnale. Ad esempio, è necessario selezionare una resistenza di smorzamento adatta, idonei mezzi filtranti, ecc. In passato, utilizzando le informazioni complete sul campo elettrico generato dal PCB, la qualità del progetto PCB può essere valutata scientificamente. Utilizzando delle informazioni elettroniche complete del PCB, la qualità progettuale del PCB può essere valutata dai seguenti quattro aspetti: 1. Il numero di punti di frequenza: il numero di armoniche. 2. Interferenza transitoria: interferenza elettrica instabile. 3. Intensità di radiazione: la grandezza dell'interferenza elettrica in ogni punto di frequenza. 4. Area di distribuzione: la dimensione dell'area di distribuzione dell'interferenza elettrica in ogni punto di frequenza sul PCB.


Sintesi di questo articolo

Le informazioni elettromagnetiche complete del PCB ci consentono di avere una comprensione molto intuitiva del PCB complessivo, che non solo aiuta gli ingegneri a risolvere EMI/EMC problems, ma aiuta anche gli ingegneri a debug PCB e migliorare continuamente la qualità di progettazione di Scheda PCB.