PCB Blogu - Yüksek hızlı PCB tahtasında elektromagnetik radyasyon keşfetme teknolojisi

Şu anda, çoğu donanım mühendisleri sadece tasarlama PCB tahtası deneyimlere göre. Hata ayıklama sürecinde, İzlenmeli bir sürü sinyal hattı veya çip pinleri orta katında gömülür. PCB tahtası, Oscilloscope gibi aletler tarafından. Eğer ürün fonksiyonu Teste geçemezse, problemin sebebini bulabilmek için etkili bir yolu yok.. Ürünün EMC özelliklerini doğrulamak için, Tek yol, ürünü ölçülemek için standart elektromagnetik uyumlu ölçüleme odasına götürmek. Bu ölçüm sadece ürünün dış radyasyonunu ölçüleyebilir., başarısız olsa bile, problemi çözmek için faydalı bilgi sağlayamaz. Bu yüzden..., Mühendisler sadece PCB tahtası test'i tekrar ediyoruz.. Bu test metodu çok pahalıdır ve pazara zamanı geçirebilir.. Elbette., çok yüksek hızlı PCB tahtası Mühendislerin bazı sorunları çözmesine yardım edebilecek analiz ve simülasyon tasarım araçları, ama aygıt modellerinde hâlâ çok sınırlar var.. Örneğin, many devices do not have the IBIS model that can solve the signal integrity (SI) simulation. Model ya da model doğru değil. EMC sorunu simüle etmek için, SPICE modeli kullanılmalıdır, ama şu anda neredeyse tüm ASIC'ler SPICE modelini, ve SPICE modeli olmadan, 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). Ayrıca, Simülasyon araçları sık sık tam ve simülasyon zamanı arasında. Son derece yüksek kesinlikle uzun hesaplama zamanı gerekiyor., Hızlı simülasyon hızlı araçların düşük kesinlikle. Bu yüzden..., Bu araçlarıyla simülasyon yüksek hızlı araştırma sorunu tamamen çözemez. PCB tahtası tasarlama.

Çoklu katta yüksek frekans sinyallerinin dönüşü yolunu biliyoruz. PCB tahtası should be on the reference ground plane (power layer or ground layer) adjacent to the signal line layer, böyle dönüş akışı ve impedance, Ama gerçek toprak katı veya enerji teslimatı katı bölümler ve boşluklar olacak., Bu yüzden dönüş yolunu değiştirir., daha büyük bir dönüş alanına, causing electromagnetic radiation and ground bounce noise. If engineers can understand the current paths, büyük dönüş yollarından kaçıp elektromanyetik radyasyonu etkili olarak kontrol edebilirler. However, sinyal dönüş yolu sinyal çizgi düzenleme gibi birçok faktörler tarafından belirlenmiş., PCB enerji temsili ve yer dağıtım yapısı, elektrik temsil noktası, kapasitörü çözümleyici, aygıt yerleştirme pozisyonu ve miktarı. Bu yüzden..., teoretik olarak karmaşık bir sistemin geri dönüş yolunu belirlemek çok önemlidir.. zorluk. Bu yüzden..., tasarım sahnesindeki radyasyon gürültü sorunu yok etmek çok önemlidir.. Sinyalin dalga formunu bir oscilloskop ile sinyal bütünlük sorunlarına yardım etmek için görebiliriz., so is there any device that can see the "pattern" of radiation and reflow on the board?

Electromagnetic field high-speed scanning measurement technology
Among the various electromagnetic radiation measurement methods, bu sorunu çözmek için yakın alan tarama metodu var., which is tasarlamaed based on the principle that electromagnetic radiation is formed by high-frequency current loops on the device under test (DUT). Örneğin, Kanada EMSCAN şirketinin elektromagnet radyasyon tarama sistemi Emscan'ı bu principe göre yapılıyor.. It uses H-field array probes (32×40=1280 probes) to detect the current on the DUT. Ölçüme sırasında, DUT aygıtın üstünde doğrudan tarama yerleştiriliyor. Bu sondamlar yüksek frekans akışlarında değişiklikler yüzünden elektromagnetik alanlarda değişiklikleri tanıyor., Sistem PCB'deki RF akışlarının uzay dağıtımın görüntülü görüntüleri sağlıyor.. Emscan elektromagnyetik uyumlu tarama sistemi, iletişimler gibi endüstri alanlarda geniş olarak kullanıldı., otomobiller, ofis aletleri, ve tüketici elektronik. Sistem tarafından verilen şu anki yoğunluk haritasından, Mühendisler elektromagnetik uyumlu standart testleri yapmadan önce EMI sorunlarıyla ilgili bölgeleri bulabilirler.. Doğru eylemi yap. Near-field scanning principle Emscan's measurement is mainly carried out in the active near-field region (r<<λ/2π). DUT'dan yayılan radyasyon sinyalinin çoğu magnetik alan sonunda bağlanmıştır., ve küçük bir miktar enerji boş uzaya yayılır.. Manyetik alan sondu H alanın magnetik flux hatlarını ve PCB'deki akışını çifter., Ayrıca yakın E alanındaki izler parçalarını.

Yüksek akımlı ve düşük voltaj kaynakları genellikle manyetik alanlarla bağlantılı., yüksek voltaj ve düşük ağımdaki voltaj kaynakları genellikle elektrik alanlarla bağlantılı. Açık PCB tahtasıs, temiz elektrik alanlar veya temiz manyetik alanlar nadir. RF ve mikrodalgılık devrelerinde, devreğin giriş engellemesi ve bağlantı için kullanılan mikrostrip veya mikrostrip çizgisi 50 ohm olarak tasarlanmıştır.. Bu düşük impedans tasarımı bu komponentleri büyük akışlar ve düşük voltaj değişimlerini oluşturur.. Ayrıca, Dijital devreler Bu trende daha düşük voltaj farklılıkları olan mantıklı aygıtları kullanmak, Etkin alan bölgesindeki manyetik alan dalgası impedansı elektrik alan dalgası impedansından çok daha küçük. Bu faktörleri düşünerek, en çok yakın alanın enerjisinin PCB tahtası yakın alan manyetik alanında, Emscan tarama sisteminden kullanılan manyetik alan döngüsü bu alanın yakın tanıtımı için uygun. PCB tahtasıs. Tüm döngüler aynı., Ancak geri dönüş ağındaki pozisyonları farklıdır., bu yüzden geri dönüş ağı her dönüşün cevabını hissedebilir, Referans kaynağına ilişkin her dönüşün cevabı ölçülür ve filtreli aktarım fonksiyonu olarak kabul edilir. Ölçümün linearitetini sağlamak için, Emscan bu transfer fonksiyonunun tersini ölçüyor.

Antena ve elektronik otomatik değiştirme anten teknolojisinin kullanımına neden, ölçüm hızı çok hızlandırıldı., which is thousands of times faster than the manual single-probe measurement scheme and hundreds of times faster than the automatic single-probe measurement scheme, Dört etkisini daha önce ve daha sonra hızlı ve etkili yargılayabilir.. . Fast sweep technology and its advanced amplitude-maintaining sweep technology and synchronous sweep technology enable the system to effectively capture transient events, aynı zamanda, spektrum analizörlerin ölçüleme doğruluğunu geliştirebilecek teknolojiyi kabul ediyor., Ölçüme güveniliğini ve tekrarlanabileceğini geliştirir.

Yaklaşık alan radyasyon araştırmalarını tahmin etmek için ölçüm metodu PCB tahtası
Radyasyon araştırmalarının incelemesi PCB tahtası birkaç adım içinde. İlk olarak taranacak alanı belirleyin, then select a probe (7.5mm grid) that can fully sample the scanning area, 100kHz ile 3GHz frekans menzilinde spektrum taramasını yap, ve her frekans noktasının seviyesini. Uzay tarama kullanarak daha büyük frekans noktaları tarama alanında daha fazla kontrol edilebilir., which can locate sources of interference and critical circuit paths. The board under test must be as close as possible to the scanner board because with increasing distance the received signal-to-noise ratio decreases and there is also a "separation" effect. Gerçek ölçüde, bu mesafe 1'den daha az olmalı..5 cm. Gördüğümüz gibi, komponent tarafından ölçülemesi bazen komponentin yüksekliğine sebep olan ölçüde sorunları olabilir, so the height of the component must be considered in order to correct the measured voltage level. Temel kontrolde., ayrılma mesafeli düzeltme faktörü hesaplanır. Ölçüme sonuçlarını çok çabuk alabiliriz., fakat bu sonuçlar, ürünün EMC özelliklerine uygun olup olmadığını belirlemez., Çünkü ölçülemesinin değeri, yakın alanda yüksek frekans akışından oluşturduğu elektromanyetik alandır. PCB tahtası. 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).

Although Emscan measurements cannot replace standard EMC testing, birçok şekilde faydalı olduğunu kanıtladılar.. Ölçüm sonuçlarının analizi ile, Ürünün sonraki geliştirmesini kolaylaştırmak için birçok sonuçlar çözebilir.. voltaj seviyesini almak üzere, Bu bilgi de çok önemlidir: araştırma jenerasyonun noktası, müdahale dağıtımı, Büyük bir bölge üzerindeki araştırma yönetimi, araştırmalarının PCB tahtası, İçindeki yapı ya da yakın I arasındaki bağlantı/O modüller., Dijital devrelerin ve analog devrelerin ayrılmasının etkisini de görebilirsiniz. Yukarıdaki ölçümler kalite değerlendirme için standart olarak kullanılabilir PCB tahtası design. Daha fazla, Eğer çoktan benzer bir EMC karakterlerini biliyorsak, PCB tahtası, ürün geliştirmesinin başlangıçta EMC özelliklerinin daha güvenilir bir değerlendirmesini yapabiliriz., Kalkanlık kullanılması gibi, etc.. Özellikle de, elektromagnetik alanın yüksek hızlı tarama sistemi de geçici EMI problemlerini, elektromagnyetik uyumlu ölçülerinde, fakat ürün performansını ve güveniliğini etkileyebilirler.

* Estimation of the anti-interference performance of the PCB tahtası
Gerçek kullanımında, elektronik aygıtlar elektromagnetik alanlar tarafından. Eğer bir aygıt karşılaşma ihtiyaçlarına uymuyor ve korunmuyorsa, cihazın performansı elektromagnetik araştırmaları tarafından etkilenecek. Gerçekler, araştırma sinyalinin frekansı birkaç yüz MHz olabilir., ve bu araştırmalar genellikle bağlantı yöneticilerin, Bu yüzden ben'in karşılaşma tasarımı/O modülü çok önemlidir.. Ürünün karşılaşma performansını artırmak için, yani filtreleme bazen eklenmesi gerekiyor., Bu da ürünün maliyeti arttırılacağını anlamına gelir.. Bu bakış açıdan, Bütün devreleri ve komponentleri optimize eden bir çözüm bulmak önemlidir..

Yukarıdaki ölçüm metodlarını düzgün değiştirerek, ürünlerin geliştirme ve testi sahnelerinde doğru tahmin edilebilir.. Gelişmiş yöntem şu şekilde: PCB tahtası tarayıcı tahtasında spektrom taraması yapılması için PCB tahtası, 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/O çizgi veya yönetici, 10 MHz adım boyutlu, the frequency range can meet the requirements of 10MHz to 150MHz (to avoid overlapping with the interference frequency of the PCB tahtası), and the power is -20 to 0dBm (depending on the type of coupling device and PCB tahtası) The generator performs a spatial scan at a frequency consistent with the applied interference signal. Birleşme noktasından PCB'ye bağlanma sinyalinin dağıtımı uzay tarama grafiğinde açıkça görülebilir., uzay tarama sonuçları sonuçlarına göre, PCB'deki bölgelerin birlikte araştırma sinyalleri ile dağıtılıp, effectiveness of inserted filters (attenuating interfering signals), Yanındaki/O yöneticiler!, ve etkinliği PCB tahtası toprak uçakları veya bölgeleri.