Новости PCB - пять основных задач, связанных с испытанием сетей

в следующие годы, advancements in AI, 5G, IoT, and industrial automation (IIoT) will accelerate the pace of industry change and innovation. Various IoT sensors across industries will be used for automatic data transmission and remote device control. во все времена, connectivity will become commonplace. до 2020 года, Gartner predicts that more than 20 billion IoT devices will be put into use.
2019 год является новой отправной точкой для бизнеса 5G. Combined with IoT devices, увеличить ширину полосы, faster speed and lower latency of 5G will bring applications that were previously considered impossible. Интернет будет продолжать проникать во многие отрасли, such as PCB manufacturing, транспорт, medical, потребитель, сорт.
с ускорением темпов инноваций, инженер - конструктор, suppliers and manufacturers will face faster pressure to market. сетевое оборудование, each generation of products needs to be smaller, сильнее, easier to configure, и использовать меньше мощности, чем раньше планировалось. Since many IoT devices are battery-powered, Энергосбережение имеет важное значение. Low-power components must be used, Эти компоненты должны отключить питание, если они не используются. In order to optimize battery life, компоненты должны апробироваться в реальной обстановке и условиях, с тем чтобы обеспечить выбор правильных компонентов для максимального увеличения срока службы оборудования длительного пользования.

IoT Challenge 1-Power Management
Since IoT devices are usually deployed remotely or in a mobile environment, Большинство устройств используют батареи как основной источник питания. Understanding the power consumption curve of a device is the key to ensuring maximum reliability and performance during the life of the device.

для полного описания мощности сетевого оборудования, Необходимо проводить измерения во всех условиях эксплуатации. Since IoT devices are designed to minimize power consumption, Они могут быть активны только за короткое время, and most of their lifespan is in "sleep" mode.

для точного измерения кривых энергопотребления устройства во всех режимах эксплуатации вам, возможно, придется столкнуться с трудностями при использовании обычных методов измерения тока (например, шунт, цифровой миллиметр, цифровой миллиметр или амперметр). в режиме сна ток может находиться в диапазоне "nA" или "uA"; например, в режиме активации при передаче данных ток может внезапно превратиться в "мA" в диапазон "А". Кроме того, пиковые значения этих потребностей в токе, как правило, проявляются в микросекундах, и для некоторых испытательных приборов переход мощности может быть более сложным.

Несмотря на то, что использование в надлежащей среде является весьма точным, использование токовых шунтов для таких измерений может быть проблематичным в силу большого динамического диапазона (который может потребовать нескольких шунтов). даже при использовании нескольких шунтов, возможно, потребуется отдельно проверить режим активации и режим спячки, что затрудняет получение реальных потерь тока. Кроме того, из - за падения внутреннего напряжения, если выбрать слишком большое значение для максимизации динамических диапазонов измерений, шунт сам по себе влияет на риск испытательного оборудования.

задача сети 2 - целостность сигнала и питания

интегральные схемы с смешанными сигналами обычно используются для проектирования сетевого оборудования, включая сенсоры / MEMS, моделирование и цифровые сигналы, работающие на одной и той же интегральной схеме с меньшим энергопотреблением, и они очень чувствительны к сопротивлению. маломощные распределительные сети обычно имеют очень небольшие эксплуатационные допуски, что увеличивает вероятность возникновения на рельсах электропитания гербовых волн и шумовых помех, которые могут негативно сказаться на часах и цифровых данных. во многих случаях сетевое оборудование требует интенсивных высокоскоростных каналов связи в небольших физических структурах, что повышает риск случайного вмешательства и связи.

использование принципов проектирования целостности сигналов (если это возможно, использование точек для маршрутизации сигналов) для управления всем комплексом PDN и сопротивлением сопровождения, сохранение короткой длины пути возврата и сохранение достаточного пространства для связи между соседними слежениями поможет снять проблему полноты сигнала. хотя соблюдение таких принципов проектирования имеет решающее значение для обеспечения надежного проектирования, необходимо также иметь возможность в полной мере описать электрические характеристики конструкции, передающей сигнал по всему оборудованию.

векторный сетевой анализатор (VNA) является одним из наиболее часто используемых средств описания электрических характеристик любых межсоединений или линий передачи. важные характеристики, влияющие на Целостность сигналов, такие, как вносимые потери, затухание, отражение, последовательное возмущение, задержка и разность, могут оцениваться с помощью VNA, которая правильно настроена для приложений. Кроме того, некоторые VNA могут (обычно через опции программного обеспечения) осуществлять преобразование временных полей, измеренных параметрами s s, что будет показывать импульсный отклик канала.

Что касается полноты питания, то недавно разработанный зонд для рельсов электропитания помогает производить измерения ультранизких шумов на рельсах питания и использовать их в сочетании с осциллографом. в зависимости от производителя эти параметры обычно включают:

отклонение до 60 в для обеспечения полного перемещения рельсов питания на экран осциллографа.
The dynamic range is up to 1V.
рабочая ширина полосы частот кГц для обеспечения того, чтобы не были обнаружены высокочастотные шумы.
соотношение затухания 1: 1 может снизить шум системы измерений.
50kΩ impedance to reduce the load.
Выбор правильного инструмента для проверки полноты сигнала и питания имеет важное значение для полного выявления и устранения причин плохой работы, а также для проверки подлинности конструкции. нейтрализующее антитело вируса, power rail probes, осциллограф - это лишь некоторые инструменты, помогающие достичь этой цели.

IoT Challenge 3-Wireless Standard Compatibility
Whether you are developing a device for short-distance connection via Zigbee or Беспроводная локальная сеть, устройство удаленного соединения через Лара или LTE - M, the wireless protocol you choose will determine how your device connects and share data with the world The way.

обеспечение взаимодействия на основе соблюдения стандартов беспроводной связи является ключом к максимальному рыночному влиянию. как и EMI / EMC, раннее тестирование в проектном цикле поможет вам определить проблемы, которые могут вызвать задержку, и увеличить стоимость разработки до этапа экспертизы.

Генераторы векторных сигналов, способные генерировать стандартные сигналы, и анализаторы спектра / сигналов, способные демодулировать эти сигналы, являются идеальными инструментами для оценки характеристик оборудования на основе выбранных радиостандартов.

Задачи сети 4 - EMI/EMC and Coexistence Testing
We can define EMC as a measure of whether a product performs as expected, Кроме того, это не будет препятствовать реализации других продуктов в общих оперативных условиях, которые должны быть реализованы.. EMI также может определить любую электромагнитную энергию. по мере дальнейшего экспоненциального роста числа средств радиосвязи, электромагнитный шум в рабочей среде, and the risk of performance degradation due to interference also increases.

хотя использование заранее сертифицированных радиочастотных модулей поможет снизить вероятность того, что оборудование, которое было завершено, не пройдет проверку соблюдения правил EMC, это не гарантирует, что конечный продукт будет отвечать соответствующим требованиям.

с самого начала проектирования использовалась хорошая инженерная реакция EMI, и оценка фактической электромагнитной совместимости оборудования перед проверкой на совместимость (предварительный тест на совместимость) помогла избежать дорогостоящего переоборудования и задержки, влияющих на время листинга.

В последние годы рынок медицинского оборудования стремительно развивался на рынке оборудования для подключения к Интернету. оборудование, способное передавать жизненные показатели в реальном масштабе времени, будь то стационарные, одеваемые или имплантированные, становится все более распространенным в больницах и в учреждениях по уходу на дому. как и другие устройства, подключенные к сети, медицинское оборудование может также служить источником и приемником помех в операционной среде. Однако, учитывая их полезность для оказания медицинских услуг, если они не функционируют так, как это предполагалось, они могут иметь опасные последствия для жизни людей.

с учетом ключевых функций этого беспроводного оборудования тестирование на сосуществование стало важным компонентом процесса проектирования медицинского оборудования, подключенного к Интернету. IEEE / ANSI C63. 27 в качестве одного из этих критериев были определены процедуры и методы проверки совместимости беспроводного оборудования с другими беспроводными службами, работающими в том же диапазоне частот. AAMI TIR69 является еще одним стандартом, который дает руководящие указания в отношении медицинского оборудования и методов оценки беспроводных технологий с учетом потенциальных рисков в операционной среде, включая Внешние риски, которые производители могут не контролировать.

как и в случае с тестом EMC, готовые изделия могут быть доставлены в орган по проверке соответствия для окончательного испытания. Однако предварительные испытания на сосуществование в процессе проектирования могут использоваться для определения допустимости оборудования для других радиосигналов и обеспечения приемлемого уровня эксплуатации. Если обнаруживаются проблемы с характеристиками на раннем этапе, то можно использовать технологии предотвращения изменения климата и проводить их переоценку до завершения разработки проекта.

анализатор спектра / сигналов является ключевым испытательным оборудованием для проверки предварительной совместимости EMC и тестирования на сосуществование. Хотя для полного тестирования EMC требуется полностью совместимый приемник EMI, многие современные анализаторы могут быть оснащены пакетами программного обеспечения, которые помогут облегчить проверку на пре - совместимость излучений и носителей, включая ширину полосы пропускания, детекторы и полосу частот CISPR и MIL STD. Предустановка диапазона частот, а также международно признанных предельных значений стандарта EMC, а также опции создания пользовательских предельных величин.

для совместного тестирования используется анализатор спектра в реальном масштабе времени, а для непрерывного отбора спектра с помощью высокоскоростного модуля (ADC) и быстрого преобразования Фурье (FFT) в реальном масштабе времени для отображения спектра, в котором находится испытательное оборудование. генератор векторных сигналов также используется для создания типов сигналов, которые, как ожидается, будут возникать в условиях имитации операций, таких, как WiFi и Bluetooth.

IoT Challenge 5-RF performance of wireless connections
Although some IoT devices will use wired communications, Большинство людей воспользуются той или иной формой беспроводного доступа к сети. When deciding how to best implement wireless communication, Дизайнеры оборудования для создания сетей сталкиваются с многочисленными решениями. The most important of these is to determine which wireless communication technology and protocol to use (WiMax, Wi-Fi, Zigbee, BLE, LoRa, Z-Wave and NB-IoT, etc.)-and whether to use prefabricated RF wireless modules or внутреннее проектирование PCB.

В любом случае решить эти вопросы проектирования, the performance of RF communication must be tested under real conditions using equipment suitable for the task. некоторые общие тесты включают:

спектроанализатор / анализатор сигналов обычно является предпочтительным инструментом для измерения передатчиком, который обычно используется для получения сигналов, измеренных приёмником, а анализатор сетей обычно используется для измерения антенны.

многие современные генераторы сигналов и Анализаторы сигналов обеспечивают программную поддержку наиболее распространенных стандартов беспроводной связи, применяемых в оборудовании для подключения к Интернету. Он может генерировать волны, основанные на стандартной форме, и использовать измерительные приложения, работающие на испытательном устройстве или на компьютере с дистанционным управлением, для анализа тестовых сигналов. если вы используете собственный дизайн беспроводного соединения, некоторые приложения могут вам помочь.

in conclusion
With the development of new technologies and the evolution of testing standards, Создание сетей, робот - облако and automation continue to develop, увеличится также спрос на испытания и сертификацию, especially the existing ones that need to be faced in order to support power management. и предстоящие задачи. All these new technologies require power and verification. обеспечение электроэнергией сетевого оборудования для управления объектами является сложной задачей, Потому что даже в самых трудных условиях, these devices must always be powered on and run at full capacity.