Технология PCB - автоматическое сканирование приложений для высокоскоростных PCB

The electromagnetic compatibility test is a very important test for the electronic products that are about to enter the market, Но предыдущий тест может получить только результаты, через которые они могут пройти, and can not provide more useful information. Данная статья описывает измерения электромагнитного излучения с помощью технологии высокоскоростного автосканирования и обнаружение изменений электромагнитного поля на PCB, so that PCB engineering and technical personnel can find relevant problems and correct them in time before conducting electromagnetic compatibility standard tests.

В настоящее время большинство технических инженеров используют опыт только для проектирования PCB. в процессе отладки многие сигнальные линии или держатели чипов, которые необходимо было наблюдать, были заложены в промежуточный слой PCB и не могли быть проверены с помощью таких инструментов, как осциллографы. если продукт не проходит функциональных тестов, они не могут найти причину проблемы. если необходимо проверить характеристики EMC продукции, то она может быть измерена только в стандартной электромагнитной совместимости. Поскольку такие измерения могут измерять лишь внешнее излучение продукта, даже если оно не проходит, они не могут служить полезной информацией для решения проблем. Таким образом, инженеры могут модифицировать PCB только на основе опыта и повторить тест. такой метод тестирования является очень дорогостоящим и может задержать выпуск продукции на рынок.

Of course, there are many high-speed PCB analysis and simulation design tools that can help engineers solve some problems, Но есть много ограничений на тип оборудования. For example, the IBIS model that can solve signal integrity (SI) simulation has many devices without models. Or the model is not accurate. точная задача моделирования EMC, you must use the SPICE model, Однако в настоящее время почти все ASIC не могут предоставить модель SPICE, and without the SPICE model, EMC simulation cannot take the radiation of the device into account (the radiation of the device is higher than that of the transmission line Radiation is much greater).

Мы знаем, что в многослойном PCB путь возвращения высокочастотных сигналов должен быть расположен на базовом уровне земли, прилегающем к слою сигнальной линии (уровень питания или соединительный пласт), и поэтому обратный поток и сопротивление являются минимальными, но при этом в реальной связке или слое электропитания могут возникать разногласия и пустота, что может привести к изменению маршрута возвращения и к увеличению района возвращения, вызывает электромагнитное излучение и подпрыгивание земли. если бы инженеры понимали путь тока, они могли бы избегать больших путей возвращения и эффективно контролировать электромагнитное излучение. Однако путь возвращения сигнала определяется многими факторами, такими, как проводка сигнала, электропитание PCB и структура распределения земли, точка питания, конденсаторы развязки, конфигурация и количество оборудования. Поэтому теоретически трудно определить путь к возвращению сложной системы.

техника высокоскоростного сканирования электромагнитного поля

в различных методах измерения электромагнитного излучения, Есть метод измерения с ближним полем. The method is designed based on the principle that electromagnetic radiation is formed by a high-frequency current loop on the device under test (DUT). например, "EMSCAN Канада"

на основе этого принципа была создана система сканирования электромагнитного излучения Emscan. для обнаружения тока на DUT используется зонд с массивом H (32 * 40 = 1280). в процессе измерений DUT помещается прямо на сканер. Эти зонды могут обнаруживать изменения электромагнитного поля, вызванные изменением тока высокой частоты, и системы могут обеспечивать визуальное изображение пространственного распределения радиочастотного тока на PCB

система сканирования Эмс широко используется в таких промышленных областях, как связь, автомобили, офисное оборудование и потребительская электроника. На диаграмме плотности тока, представленной системой, инженеры могут найти области, в которых имеются проблемы с EMI, прежде чем проводить испытания на соответствие стандартам электромагнитной совместимости. принять соответствующие меры.

принцип сканирования в ближней зоне измерений эмскана главным образом в непосредственной близости от поля деятельности (r < < все под ключ "/ 2) Большинство излучаемых DUT сигналов связаны с магнитными зондами, а небольшое количество энергии распространяется в свободное пространство. магнитные линии, соединяющие магнитные зонды почти с полем H, связаны с токами на PCB и получают некоторые микроэлементы вблизи поля E.

источник тока низкого напряжения при большом токе в основном связан с магнитным полем, а источник тока высокого напряжения - с электрическим полем. на PCB редко бывает чисто электрическое поле или чисто магнитное поле. в радиочастотных и микроволновых схемах входной импеданс схемы и проектируемое сопротивление для соединительных микрополосных или микрополосных линий составляет 50 ом. Такое низкое импедансное проектирование позволяет этим элементам производить большие изменения тока и напряжения. Кроме того, тенденция развития цифровых схем заключается в использовании логических устройств с низким перепадом напряжения и в том, что волновое сопротивление магнитного поля в активной ближней зоне значительно меньше волнового сопротивления электрического поля. в сочетании с этими факторами большая часть энергии в непосредственной близости от активной зоны PCB находится в непосредственной близости от поля, и поэтому магнитные контуры, используемые в системах сканирования Emscan, используются для диагностики в непосредственной близости от этих PCB.

все контуры одинаковы, но их положение в сети обратной связи неодинаково, поэтому сеть обратной связи может воспринимать отклик каждого контура и измерять отклик каждого контура на исходный источник и рассматривать его как передаточную функцию фильтра. для обеспечения линейности измерений Emscan измеряет обратную величину передаточной функции.

благодаря применению технологии автоматического переключения антенн на решетку и электронную антенну скорость измерений значительно ускорилась, в тысячи раз быстрее, чем ручная программа измерений с одним зондом, и в сотни раз быстрее, чем программа автоматических измерений с одним зондом, что позволяет быстро и эффективно судить о том, как работает схема до и после преобразования. технологии быстрого сканирования и их современные методы обеспечения амплитудного сканирования и синхронного сканирования позволяют системе эффективно улавливать переходные события. В то же время были внедрены технологии, повышающие точность измерений в анализаторе спектра, точность и повторяемость измерений.

метод измерения радиационных помех вблизи поля PCB

The inspection of PCB radiation interference can be carried out in several steps. сначала определить область для сканирования, and then select a probe (grid 7.5mm) that can fully sample the scanned area, perform a spectrum scan in the frequency range of 00kHz～3GHz, максимальный уровень в каждой точке частот. Note that relatively large frequency points can be further checked in the scanning area using spatial scanning, чтобы определить путь к источникам помех и ключевым схемам.

измеренная плата должна быть как можно ближе к платы сканирования, поскольку по мере увеличения расстояния отношение получаемых сигналов к шуму уменьшается, и это может приводить к « отделению». в реальном измерении это расстояние должно быть меньше 1,5 см. мы видим, что из - за высоты элемента измерение поверхности элемента может иногда вызывать проблемы измерения, поэтому необходимо учитывать высоту элемента для корректировки измеренного уровня напряжения. при проведении базовой проверки необходимо учитывать коэффициент коррекции дальности разделения.

Мы можем быстро получить результаты измерений, но они не могут определить соответствие продукта характеристикам EMC, так как измеренное значение является электромагнитным ближним полем, генерируемым токами высокой частоты на панелях PCB. испытания по стандарту EMC должны проводиться в темной комнате на открытой площадке (OATS) или на расстоянии 3 метров (т.е.

Although the measurement of Emscan cannot replace the standard EMC test, Практика показывает, что она действительно имеет много полезного. Through the analysis of the measurement results, можно сделать много выводов для содействия дальнейшей разработке продукции. In addition to obtaining the voltage level, важное значение имеет также информация о том, что создает помехи., интерференционное распределение, interference conduction path covering a large area, помехи ограничиваются узкими областями на PCB, internal structure or coupling between adjacent I/модуль о, etc., также можно увидеть эффект разделения цифровых и аналоговых схем.

The above measurement can be used as a standard for проектирование PCB оценка качества. Furthermore, если бы мы знали характеристики EMC, похожие на PCB, we can make a relatively reliable evaluation of the EMC characteristics in the early stage of product development, например, следует ли использовать экран. Means etc.