PCB 블로그 - 고속 PCB 보드 전자기 복사 검사 기술

현재 대부분의 하드웨어 엔지니어는 경험만으로 PCB 보드를 설계합니다.디버깅 과정에서 관찰해야 할 많은 신호선이나 칩 핀이 PCB 보드의 중간 층에 묻혀 오실로스코프와 같은 도구가 감지할 수 없습니다.만약 제품이 기능 테스트를 통과하지 못한다면, 그들도 문제의 원인을 찾을 효과적인 수단이 없다.제품의 EMC 특성을 검증하기 위한 유일한 방법은 표준 전자기 호환성 측정실로 제품을 가져와 측정하는 것입니다.이 측정은 제품의 외부 방사선만 측정할 수 있기 때문에 실패하더라도 문제 해결에 유용한 정보를 제공할 수 없습니다.따라서 엔지니어는 경험에 따라 PCB 보드를 수정하고 테스트를 반복할 수밖에 없습니다.이 테스트 방법은 매우 비싸서 출시 시간이 지연될 수 있습니다.물론 많은 고속 PCB 보드 분석 및 시뮬레이션 설계 도구가 엔지니어가 몇 가지 문제를 해결할 수 있지만 장치 모델에는 여전히 많은 제한이 있습니다.예를 들어, 많은 장치에는 신호 무결성(SI) 시뮬레이션을 해결할 수 있는 IBIS 모델이 없습니다.모델 또는 모델이 정확하지 않습니다.EMC 문제를 시뮬레이션하기 위해서는 SPICE 모델을 사용해야 하지만 현재 거의 모든 ASIC에서 SPICE 모델을 제공할 수 없습니다. SPICE 모델이 없다면 EMC 시뮬레이션은 부품 자체의 복사(전송선의 복사보다 부품의 복사)를 고려할 수 없습니다.훨씬 크다).또한 시뮬레이션 도구는 일반적으로 정밀도와 시뮬레이션 시간 사이에 타협해야 합니다.비교적 높은 정밀도는 계산 시간이 오래 걸리지만 시뮬레이션 속도가 빠른 도구는 정밀도가 낮다.그러므로 이런 도구로 모방하는것은 고속PCB판설계에서의 상호교란문제를 완전히 해결할수 없다.

우리는 다중 계층 PCB 보드에서 고주파 신호의 반환 경로가 신호선 계층과 인접한 참조 접지층 (전원 계층 또는 접지층) 에 있어야 한다는 것을 알고 있습니다. 이러한 반환 트래픽과 임피던스는 실제 접지층 또는 전원 계층에서 분할 및 파기되어 반환 경로가 변경되어 반환 면적이 더 넓어집니다.따라서 전자기 복사와 지면 반탄 소음을 초래한다.만약 엔지니어가 전류 경로를 이해할 수 있다면, 그들은 큰 귀환 경로를 피할 수 있을 뿐만 아니라, 효과적으로 전자기 복사를 제어할 수 있을 것이다.그러나 신호 반환 경로는 신호 케이블 연결, PCB 전원 공급 장치 및 접지 분배 구조, 전원 포인트, 디커플링 커패시터 및 장치 배치 위치 및 수와 같은 많은 요소에 의해 결정됩니다.따라서 복잡한 시스템의 귀환 경로를 이론적으로 확정하는 것은 매우 중요하다.곤란따라서 설계 단계에서 방사성 소음 문제를 제거하는 것이 중요합니다.우리는 오실로그래프로 신호의 파형을 볼 수 있어 신호의 완전성 문제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있다. 그렇다면 어떤 장비도 판의 복사와 회류의"모드"를 볼 수 있을까?전자기장 고속 스캐닝 측정 기술은 각종 전자기 복사 측정 방법 중에서 이 문제를 해결할 수 있는 근거리 스캐닝 측정 방법이 있는데, 이는 측정 대상 부품 (DUT) 의 고주파 전류 회로가 전자기 복사를 형성하는 원리를 바탕으로 설계되었다.예를 들어, 캐나다 Emscan사의 전자기 방사선 스캐닝 시스템인 Emscan은 이 원리에 따라 제작되었다.H 필드 어레이 프로브 (32-40=1280 프로브) 를 사용하여 DUT의 전류를 감지합니다.측정 중에 DUT는 장치의 스캔 상단에 직접 배치됩니다.이 프로브는 고주파 전류의 변화로 인한 전자장의 변화를 감지하며, 이 시스템은 PCB에서 RF 전류의 공간 분포에 대한 시각적 이미지를 제공한다.Emscan 전자기 호환성 스캔 시스템은 통신, 자동차, 사무용 전기 및 소비자 전자와 같은 산업 분야에 널리 사용되었습니다.이 시스템이 제공하는 전류 밀도 그래프를 통해 엔지니어는 전자 호환성 표준 테스트를 수행하기 전에 EMI 문제가 있는 영역을 찾을 수 있습니다.적절한 행동을 취하다.근접 스캐닝 원리 Emscan의 측정은 주로 소스 근접 영역 (r<<섬»/2Í) 에서 수행됩니다.DUT에서 발사되는 대부분의 방사선 신호는 자기장 프로브에 결합되어 소량의 에너지가 자유 공간으로 확산됩니다.자기장 프로브는 H장에 가까운 자기통선과 PCB의 전류를 결합하여 E장에 가까운 일부 흔적선 분량을 얻는다.고전류와 저전압 전류원은 주로 자기장과 관련이 있지만, 고전압과 저전류 전압원은 주로 전장과 관련이 있다.PCB 보드에서는 순수 전장이나 순수 자기장이 드물다.RF 및 마이크로웨이브 회로에서는 회로와 연결용 마이크로밴드 또는 마이크로밴드 선의 입력 임피던스가 50옴으로 설계되었습니다.이러한 저임피던스 설계는 이러한 부품으로 하여금 큰 전류와 저전압 변화를 일으킬 수 있게 한다.이밖에 디지털회로의 추세도 비교적 낮은 전압차를 가진 론리부품을 사용하는데 유원근장구역에서의 자기장파저항은 전장파저항보다 훨씬 작다.이러한 요소를 고려하여 PCB 보드의 대부분의 유원 근접 에너지는 근접 자기장에 포함되어 있으므로 Emscan 스캔 시스템에서 사용하는 자기장 회로는 이러한 PCB 보드의 근접 진단에 적용됩니다.모든 루프는 동일하지만 피드백 네트워크의 위치가 다르기 때문에 피드백 네트워크는 각 루프의 응답을 감지하고 참조 소스에 대한 각 루프의 응답을 측정하여 필터 전달 함수로 간주할 수 있습니다.Emscan은 측정의 선형을 보장하기 위해 전송 함수의 카운트다운을 측정합니다.배열 안테나와 전자 자동 전환 안테나 기술을 채택했기 때문에 측정 속도가 크게 빨라져 수동 단일 프로브 측정 방안보다 수천 배, 자동 단일 프로브 측정 방법보다 수백 배 빨라 회로 개조 전후의 효과를 신속하고 효과적으로 판단할 수 있다.신속 스캐닝 기술과 그 선진적인 보폭 스캐닝 기술과 동기화 스캐닝 기술을 통해 시스템은 순간적인 사건을 효과적으로 포착할 수 있으며 동시에 스펙트럼 분석기의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 기술을 채용하여 측정의 신뢰성과 중복성을 향상시켰다.PCB 판의 근접 방사선 교란을 추정하는 측정 방법 PCB 판의 방사선 교란 측정은 몇 단계로 나눌 수 있다.먼저 스캔할 영역을 결정한 다음 스캔 영역을 완전히 샘플링할 수 있는 프로브(7.5mm 그리드)를 선택하여 100kHz~3GHz 주파수 범위에서 스펙트럼 스캔을 하고 각 주파수 점의 레벨을 저장합니다.공간 스캔을 사용하여 스캔 영역 내에서 더 큰 주파수 지점을 검사할 수 있으므로 간섭 소스 및 주요 회로 경로를 찾을 수 있습니다.피측판은 가능한 한 스캐너판에 접근해야 한다. 왜냐하면 거리가 증가함에 따라 수신되는 신호 잡음비가 낮아지고"분리"효과도 발생하기 때문이다.실제 측정에서는 1.5cm 미만이어야 합니다. 보시다시피 어셈블리 측 측정은 어셈블리 측 측정으로 인해 측정에 문제가 발생할 수 있으므로 측정된 전압 수준을 교정하려면 어셈블리 높이를 고려해야 합니다.기본 점검 중