PCB Блог - высокоскоростная технология обнаружения электромагнитного излучения на панелях PCB

сейчас, Большинство аппаратных инженеров только проектируют панель PCB по опыту. отладочный процесс, Многие из сигналов, требующих наблюдения панель PCB, Не удаётся обнаружить с помощью осциллографа и других инструментов. если продукт не может пройти тест функции, Они также не нашли эффективного способа выяснить причину проблемы. для проверки свойств EMC, Единственный способ доставить продукцию в стандартную комнату электромагнитной совместимости для измерений. так как это измерение может измерять только внешнее излучение продукции, Даже если не удалось, Он не может предоставить полезную информацию для решения проблем. поэтому, инженер может только изменить панель PCB повторить тест. такой метод тестирования очень дорогой, может задержать время выхода на рынок. Конечно, на большой скорости панель PCB может помочь инженерам решить некоторые проблемы, Но есть много ограничений на тип оборудования. например, many devices do not have the IBIS model that can solve the signal integrity (SI) simulation. неточность типа или типа. задача моделирования EMC, необходимо использовать модель SPICE, но в настоящее время почти все ASIC не могут предложить модель SPICE, и не существует модели SPICE, the EMC simulation cannot take the radiation of the device itself into account (the radiation of the device is higher than the radiation of the transmission line). much larger). Кроме того, имитационные инструменты обычно должны делать компромисс между точностью и временем имитации. высокая точность требует более длительного времени вычисления, & имитировать быстрые инструменты с низкой точностью. поэтому, моделирование с помощью этих инструментов не может полностью решить проблемы интерференции при больших скоростях панель PCB проектировать.

Мы знаем путь возврата многослойных высокочастотных сигналов панель PCB should be on the reference ground plane (power layer or ground layer) adjacent to the signal line layer, это сопротивление и возврат, но на самом деле поверхностные слои или слои электропитания могут быть разделены и пустоты, Изменить путь возвращения, площадь возвращения, шумы, создающие электромагнитное излучение и отскок земли. Если инженер может понять текущий путь, Они могут избегать больших путей возвращения и эффективно контролировать электромагнитное излучение. Однако, путь возврата сигнала определяется многими факторами, такими как проводка сигнала, PCB структура распределения питания и заземления, пункт питания, развязывающий конденсатор, расположение и количество устройств. поэтому, очень важно определить теоретически путь к возвращению сложной системы. трудности. поэтому, устранение радиационного шума на стадии проектирования очень важно. Мы можем просмотреть форму сигнала осциллографом, чтобы помочь решить проблему целостности сигнала, Тогда нет устройства, которое могло бы видеть "режим" излучения и обратного потока на платы?

Electromagnetic field high-speed scanning measurement technology
Among the various electromagnetic radiation measurement methods, Есть метод измерения с ближним полем, which is проектироватьed based on the principle that electromagnetic radiation is formed by high-frequency current loops on the device under test (DUT). например, на основе этого принципа была разработана система электромагнитного сканирования (эмск) канадской компании "эмскан". It uses H-field array probes (32×40=1280 probes) to detect the current on the DUT. в процессе измерений, Просмотр пользовать пользовать. Эти зонды определяют изменения электромагнитного поля в результате изменения тока высокой частоты, система предоставляет визуальное изображение пространственного распределения радиочастотного тока на PCB. система сканирования Эмс широко используется в таких отраслях промышленности, как связь, машина, канцелярские принадлежности, потребление электроники. схема плотности тока по системе, инженеры могут найти область, где есть проблемы с электромагнитными помехами, прежде чем проводить испытания на соответствие стандартам электромагнитной совместимости. принять надлежащие меры. Near-field scanning principle Emscan's measurement is mainly carried out in the active near-field region (r<<λ/2π). Большинство излучений DUT связаны с магнитными зондами, распространение небольшой энергии в свободное пространство. магнитная линия вблизи поля H зонда связана с током на PCB, Он также получил несколько микроэлементов вблизи поля Е.

источник тока высокого и низкого напряжения в основном связан с магнитным полем, А источники напряжения высокого и низкого тока в основном связаны с электрическим полем. на панель PCBs, редко бывает чисто электрическое поле или чисто магнитное поле. в радиочастотных и микроволновых схемах, схемы и входные импеданцы для соединительных микрополос или микрополос рассчитаны на 50 ом. Такое низкое импедансное проектирование позволяет этим компонентам производить большие изменения тока и напряжения. Кроме того, Тенденции в цифровых схемах также логические устройства с низким перепадом напряжения, сопротивление магнитного поля в активной ближней зоне гораздо меньше волнового сопротивления электрического поля. учитывать эти факторы, панель PCB включение в магнитное поле вблизи поля, Таким образом, магнитная петля, используемая для сканирования системы Emscan, применима к непосредственной диагностике этих устройств панель PCBs. Все циклы одинаковые, Однако их положение в сети обратной связи неодинаково, Таким образом, сеть обратной связи может воспринимать отклик каждого контура, измерить отклик каждого контура по отношению к исходному источнику и рассматривать его как функцию передачи фильтра. обеспечивать линейность измерений, обратная функция для измерения этой передаточной функции.

техника автоматической коммутации антенн с решеткой и электронным переключателем, значительно ускорить темп измерений, Он в тысячи раз быстрее, чем ручной метод измерения с помощью одного зонда, в сотни раз быстрее, чем автоматический метод измерения с помощью одного зонда., можно быстро и эффективно оценивать эффект до и после изменения схемы. . быстродействующая сканирующая техника и ее современные методы с сохранением амплитуд сканирования и синхронное сканирование позволяют системе эффективно улавливать переходные события, одновременно, используемая технология повышает точность измерений спектроанализатора, повышение надежности измерений и их повторения.

метод измерения для оценки радиационных помех вблизи поля панель PCB
проверка панель PCB можно сделать несколько шагов. сначала определить область для сканирования, then select a probe (7.5mm grid) that can fully sample the scanning area, спектральное сканирование в диапазоне частот от 100khz до 3GHz, сохранять уровень в каждой точке частот. обратите внимание, что можно дополнительно проверять более частые точки в области сканирования, путь к источникам помех и критическим схемам. измеренная плата должна быть как можно ближе к платы развертки, так как с увеличением расстояний уменьшается отношение приёмного сигнала к шуму, а также имеет эффект разделения. в реальном измерении, это расстояние должно быть меньше 1.5 см. как мы видим, измерение стороны виджета иногда приводит к проблемам измерения из - за высоты узла, Поэтому необходимо учитывать высоту агрегата для корректировки измеренного уровня напряжения. в основном, учитывать коэффициент коррекции дальности разделения. Мы можем быстро получить результаты измерений, Но эти результаты не позволяют определить соответствие продукта характеристикам EMC, Потому что значение измеряется панель PCB. The standard EMC test is required to be carried out in an open field (OATS) or in a dark room with a distance of 3 meters (ie, far field).

Хотя замеры Emscan не могут заменить стандартные тесты EMC, Они доказали свою полезность во многих отношениях. Анализ результатов измерений, можно сделать много выводов для содействия дальнейшей разработке продукции. помимо приобретения уровня напряжения, важное значение имеет также информация о том, что создает помехи., интерференционное распределение, широкий интерференционный путь, помехи ограничены панель PCB, связь между внутренней структурой или соседним I/модуль о., также можно увидеть эффект разделения цифровых и аналоговых схем. Вышеуказанные измерения могут служить критерием оценки качества панель PCB design. дальнейший, если бы мы знали что - то подобное панель PCB, Мы можем провести более надежную оценку характеристик EMC на ранней стадии разработки продукции, например, следует ли использовать экран, сорт. особенно, высокоскоростная система сканирования электромагнитного поля также может открыть проблемы EMI, в измерениях электромагнитной совместимости обычно невозможно обнаружить, Но они влияют на производительность и надежность продукции.

* Estimation of the anti-interference performance of the панель PCB
в эксплуатации, Все электронные устройства будут затронуты электромагнитным полем. Если оборудование не удовлетворяет требованиям помехоустойчивости и не защищено, на производительность оборудования влияют электромагнитные помехи. Факты показывают, что частота сигнала помехи может быть несколько сотен МГц, эти помехи связаны главным образом через проводник, Так что я проектирую помехоустойчивость/модуль о очень важен. для повышения устойчивости продукции к помехам, Иногда необходимо добавлять фильтры, Это означает, что стоимость продукции увеличится. с этой точки зрения, важно найти решение по оптимизации всех схем и компонентов.

внести соответствующие изменения в вышеупомянутый метод измерений, на стадии разработки и тестирования продукции можно правильно оценить устойчивость продукции к помехам. Были усовершенствованы следующие методы: панель PCB выполнять спектральное сканирование на доске для определения панель PCB, and then use a clip or appropriate coupling device (such as a T-LISN used on a balanced line for the sine wave interference signal of this frequency). ) is coupled to the I/провод или провод, длина шага 10 МГц, the frequency range can meet the requirements of 10MHz to 150MHz (to avoid overlapping with the interference frequency of the панель PCB), and the power is -20 to 0dBm (depending on the type of coupling device and панель PCB) The generator performs a spatial scan at a frequency consistent with the applied interference signal. распределение сигналов помех от точки связи к PCB, затем можно объяснить результаты пространственной развертки по следующим основам, включить связанные сигналы интерференции регионального распределения PCB, effectiveness of inserted filters (attenuating interfering signals), связь по соседству I/О - проводник, эффективность панель PCB плоскость или область земли.