Blogue PCB - Acquisition et application d'informations électromagnétiques sur les PCB

The traditional tools for debugging PCB board Comprend: oscilloscope du Domaine temporel, TDR (time-domain reflectometry) oscilloscopes, Analyseur logique, and frequency-domain spectrum analyzers, Attendez.., but none of these methods can provide a reflection of the overall information of the PCB board. Données. PCB board, also known as Circuits imprimés, printed circuit board, referred to as printed board, English abbreviation PCB (printed circuit board) or PWB (printed wiring board), with insulating board as the base material, Couper en taille, at least with A conductive pattern with holes (such as component holes, Trou de fixation, metallized holes, Attendez..) is used to replace the chassis of the previous electronic components and realize the interconnection between electronic components. Parce que cette carte de circuit est fabriquée à partir de la technologie d'impression électronique, Ils sont appelés circuits imprimés. It is inaccurate to call a "printed circuit board" a "printed circuit" because there are no "printed components" on the printed circuit board, Mais seulement les lignes. Emscan electromagnetic compatibility scanning system adopts the advanced array antenna technology and electronic switching technology, Il peut mesurer le courant des PCB à grande vitesse. The key to Emscan is the use of an array antenna to measure the near-field radiation of a working PCB placed on the scanner. The antenna array consists of 40 x 32 (1280) small H-field probes embedded in an 8-layer circuit board with a protective layer to accommodate the PCB under test. Les résultats du balayage du spectre nous donnent une idée générale du spectre généré par l'eut: Combien de composants de fréquence sont disponibles et de la taille de chaque composant de fréquence.

Full frequency scan
The design of the PCB board is based on the circuit schematic diagram to realize the functions required by the circuit designer. La conception des circuits imprimés se réfère principalement à la conception de la disposition., Cela nécessite des considérations telles que la disposition des connexions externes, the optimal layout of internal electronic components, Disposition optimale des raccords métalliques et des trous de travers, electromagnetic protection, Dissipation de chaleur. The layout design can save production costs and achieve good circuit performance and heat dissipation performance. La mise en page simple peut être réalisée manuellement, and complex layout design needs to be realized by computer-aided design. Lors de l'analyse spectrale/spatial scanning function, Placer le PCB de travail sur le scanner, Les PCB sont divisés en 7 blocs.6mm 7.6mm grids by the scanner grid (each grid contains an H-field probe), execute After scanning the full frequency range of each probe (the frequency range can be from 10kHz to 3GHz), Emscan a finalement donné deux images, which are the synthetic spectrogram and the synthetic spatial graph. Spectral/spatial scans obtain all spectral data for each probe in the entire scan area.

Quickly locate sources of electromagnetic interference
Spectrum analyzer is an instrument for studying the spectral structure of electrical signals. Il est utilisé pour mesurer les paramètres du signal tels que la distorsion du signal, modulation, Pureté spectrale, frequency stability and intermodulation distortion. Il peut être utilisé pour mesurer certaines parties du système de circuit, comme les amplificateurs et les filtres.. Parameter is a multi-purpose electronic measuring instrument. Il peut également être appelé oscilloscope de domaine de fréquence, Oscilloscope de suivi, Oscilloscope analytique, harmonic analyzer, Analyseur de caractéristiques de fréquence ou analyseur de Fourier. L'analyseur de spectre moderne peut afficher les résultats de l'analyse sous forme analogique ou numérique, Et il est possible d'analyser les signaux électriques dans toutes les bandes de fréquences radio, de très basse fréquence en dessous de 1hz à la bande sous - millimétrique. Utilisation d'un analyseur de spectre et d'une seule sonde de champ proche, "interference sources" can also be located. C'est une analogie avec la méthode de "lutte contre l'incendie".. The far-field test (EMC standard test) can be compared to "detecting fire". S'il y a des points de fréquence au - delà des limites, it is considered to be "found fire". The traditional "spectrum analyzer + single probe" solution is generally used by EMI engineers to detect "where the flames come out of the chassis". "Flamme" à l'intérieur du produit. EMSCAN allows us to detect the source of the interference source - "tinder", Et regarde le feu., that is, Trajectoire de transmission de la source d'interférence.
The general method is as follows: quickly locate the source of electromagnetic interference.
(1) Check the spatial distribution of the fundamental wave, Localiser l'emplacement physique de l'amplitude on the spatial distribution diagram of the fundamental wave. Pour le brouillage à large bande, specify a frequency in the middle of the broadband interference (for example, Interférence à large bande de 60 MHz à 80 MHz, we can specify 70MHz), check the spatial distribution of the frequency point, and find the physical location of the amplitude.
(2) Specify the position and see the spectrogram of the position. Vérifier que l'amplitude de chaque point harmonique à cette position est compatible avec le spectre total. If they coincide, Cela signifie que l'emplacement désigné est le principal endroit où ces perturbations se produisent.. For wideband interference, Vérifier que l'emplacement est l'emplacement de l'interférence à large bande complète.
(3) In many cases, Toutes les harmoniques ne sont pas générées en une seule position, sometimes even harmonics and odd harmonics are generated at different locations, Chaque composant harmonique peut également se produire à différents endroits. In this case, En observant la distribution spatiale des points de fréquence qui vous préoccupent, vous pouvez trouver des endroits où le rayonnement est fort..
(4) Taking measures in places with strong radiation is undoubtedly effective to solve EMI/Problèmes de CEM.
This EMI troubleshooting method, Il peut vraiment tracer la "source" et le chemin de propagation, allows engineers to eliminate EMI problems at low cost and fast speed. Dans la mesure réelle du matériel de communication, radiated interference radiated from the telephone line cable. Après avoir effectué le balayage de suivi ci - dessus avec emscan, a few more filter capacitors were installed on the processor board, Résoudre les problèmes d'interférence électromagnétique que l'Ingénieur ne peut résoudre.

Quickly locate circuit fault location
As the complexity of the PCB increases, so does the difficulty and workload of debugging. Utiliser un oscilloscope ou un analyseur logique, only one or a limited number of signal lines can be observed at the same time. Cependant,, there may be thousands of signal lines on the PCB. L'Ingénieur ne peut trouver le problème que par expérience ou chance. Questions. If we have the "complete electromagnetic information" of the normal board and the faulty board, En comparant les données des deux, we can find the abnormal frequency spectrum, Ensuite, utilisez la « technologie de localisation des sources d'interférence » pour localiser le spectre anormal.. Find the location and cause of the failure. Ensuite, localisez le « spectre anormal » sur la carte de distribution spatiale de la carte de circuit défectueuse., Comme le montre la figure 6. Voilà., the fault location is located on a grid (7.6mm 7.6mm), Ce problème peut être résolu. Diagnosed soon.

Applications for Assessing PCB Design Quality
A good PCB needs to be carefully designed by engineers, and the issues to be considered include:
(1) Reasonable stacking design: especially the arrangement of the ground plane and the power plane, Et la conception de la couche de la ligne de signal sensible et de la ligne de signal produisant une grande quantité de rayonnement. There are also divisions of ground planes, Avion à moteur, and routing of signal lines across the division area.
(2) Keep the signal line impedance as continuous as possible: as few vias as possible; as few right-angle traces as possible; and as small a current return area as possible, Il peut produire moins d'harmoniques et moins d'intensité de rayonnement.
(3) Good power supply filtering: Reasonable type, Capacitance, Quantité, and placement of filter capacitors, Et un arrangement raisonnable pour empiler les plans de sol et les plans dynamiques, can ensure that electromagnetic interference is controlled in the smallest area possible.
(4) Ensure the integrity of the ground plane as much as possible: as few vias as possible; reasonable safety spacing of vias; reasonable device layout; reasonable arrangement of vias to ensure the integrity of the ground plane. Au contraire., dense vias and excessive safety spacing of vias, Ou la disposition de l'équipement est déraisonnable, will seriously affect the integrity of the ground plane and power plane, Provoque un grand nombre de conversations croisées inductives, common mode radiation, Rendre le circuit plus sensible aux interférences externes.
(5) Find a compromise between signal integrity and electromagnetic compatibility: On the premise of ensuring the normal function of the equipment, Maximiser le temps de montée et de descente du signal, Et réduire l'amplitude et le nombre d'harmoniques du rayonnement électromagnétique généré par le signal. For example, Il est nécessaire de choisir une résistance d'amortissement appropriée, suitable filtering means, Attendez.. In the past, Informations complètes sur le champ électromagnétique générées à l'aide de PCB, the quality of the PCB design can be scientifically evaluated. Informations électromagnétiques complètes sur l'utilisation des PCB, the design quality of the PCB can be evaluated from the following four aspects: 1. Nombre de points de fréquence: nombre d'harmoniques. 2. Interférence transitoire: interférence électromagnétique instable. 3. Intensité du rayonnement: ampleur de l'interférence électromagnétique à chaque point de fréquence. 4. Zone de distribution: la taille de la zone de distribution EMI pour chaque point de fréquence sur un PCB.

Summary of this article
The complete electromagnetic information of PCB allows us to have a very intuitive understanding of the overall PCB, Cela aide non seulement les ingénieurs à résoudre les interférences électromagnétiques/EMC problems, Il peut également aider les ingénieurs à déboguer les PCB et à améliorer continuellement la qualité de conception des produits. PCB board.