PCB Teknik - Hızlı PCB'de otomatik tarama teknolojisinin uygulaması

Elektromagnetik uyumlu test pazara girmek üzere olan elektronik ürünler için çok önemli bir testdir, fakat önceki testler sadece geçebileceklerinin sonuçlarını alabilir ve daha faydalı bilgi sağlayamaz. Bu makale, elektromagnyetik radyasyon ölçülemek ve PCB'deki elektromagnyetik alandaki değişiklikleri keşfetmek için hızlı otomatik tarama teknolojisinin kullanımını tanıtır, böylece PCB mühendislik ve teknik personel, elektromagnyetik uyumluluğu standart testleri yapmadan önce ilişkileri bulup onları zamanda düzeltebilir.

Şu anda çoğu donanım mühendisleri sadece PCB tasarlamak için deneyimi kullanır. Hata ayıklama sürecinde, izlenmeli birçok sinyal hattı veya çip pinleri PCB'nin orta katında gömülür ve oscilloscoplar gibi aletler ile tanınamaz. Eğer ürün fonksiyonel testi başarısız olursa, sorunun sebebini bulmak için etkili bir yolu da yok. Eğer ürünün EMC özelliklerini doğrulamak istiyorsanız, ürünü sadece ölçülemek için standart elektromagnetik uyumlu ölçüleme odasına götürebilirsiniz. Çünkü bu ölçüm, sadece ürünün dış radyasyonunu ölçülebilir. Eğer geçmezse bile, sorunu çözmek için faydalı bilgi sağlayamaz. Bu yüzden mühendislik sadece deneyimlere dayalı PCB'yi değiştirebilir ve test tekrar edebilir. Bu test metodu çok pahalıdır ve ürünün pazarına zamanı geçirebilir.

Tabii ki çok hızlı PCB analizi ve simülasyon tasarım araçları mühendislerin bazı sorunları çözmesine yardım edebilir, ama hâlâ aygıt modellerinde çok fazla sınırlar var. Örneğin, sinyal integriteti (SI) simülasyonu çözebilecek IBIS modeli modeller olmadan birçok cihazı var. Ya da model doğru değil. EMC sorunlarını tam olarak simüle etmek için SPICE modelini kullanmalısınız, ama şu anda neredeyse tüm ASIC'ler SPICE modellerini sağlayamazlar ve SPICE modeli olmadan, EMC simülasyonu aygıtın radyasyonunu hesaplamaz (aygıtın radyasyonu transmit hatının radyasyonundan daha yüksektir).

Çok katlı PCB'deki yüksek frekans sinyallerinin geri dönüş yolu sinyal çizgi katına yakın bir yeryüzü uça ğında (güç katı veya yeryüzü katı) olması gerektiğini biliyoruz. Bu yüzden dönüş akışı ve impedans en küçük, ama gerçek yeryüzü katı veya güç katında bölümler olacak ve bu yüzden dönüş yolu değiştirir ve dönüş alanı daha büyükleştirir. Elektromagnetik radyasyon ve toprak sıçrama sesi neden ediyor. Eğer mühendisler şu anki yolu anlayabilirse, büyük dönüş yollarından kaçıp elektromanyetik radyasyonu etkili olarak kontrol edebilirler. Fakat sinyal dönüş yolu sinyal çizgi düzenleme, PCB elektrik teslimatı ve yerel dağıtım yapısı, elektrik teslimatı noktası, kapasitörü çözümleme ve aygıt yerleştirme ve miktarı gibi birçok faktörler tarafından belirlenir. Bu yüzden teoretik olarak karmaşık bir sistemin geri dönüş yolunu belirlemek çok zor.

Elektromagnetik alanın yüksek hızlı tarama ölçüm teknolojisi

Çeşitli elektromagnetik radyasyon ölçü metodları arasında, bu problemi çözebilecek bir alanın yakın tarama metodu var. Bu yöntem test altındaki cihaz (DUT) üzerinde yüksek frekans bir döngüsü tarafından oluşturduğu elektromagnetik radyasyon prensiple dayanılır. Kanada EMSCAN şirketi gibi

Elektromagnetik radyasyon tarama sistemi Emscan bu principe göre yapılır. DUT'daki ağırlığı keşfetmek için H- alan seri sonrası (32* 40=1280 sonrası) kullanır. Ölçüme sırasında, DUT tarayıcıya doğrudan yerleştiriliyor. Bu sondamlar yüksek frekans akışlarındaki değişikliklere neden olan elektromagnetik alanlarda değişiklikleri tanıyabilir ve sistem PCB'deki RF akışlarının uzay dağıtımının görüntülü görüntüleri sağlayabilir.

Emscan elektromagnetik uyumluluğu tarama sistemi, iletişimler, otomobiller, ofis aletleri ve tüketici elektronikler gibi endüstri alanlarda geniş olarak kullanıldı. Sistem tarafından sunulan şu anki yoğunluk haritasından mühendisler elektromagnetik uyumluluk standartlarını test etmeden önce EMI sorunlarıyla ilgili bölgeleri bulabilir. Doğru ölçüler alın.

Emscan'ın ölçümünün yakın alan tarama prensipi (r<<λ/2Ï)" etkinli alan bölgesinde çalışıyor. DUT'dan yayılan radyasyon sinyalinin çoğu magnetik alan sonunda bağlanır ve küçük bir miktar enerji boş alana yayılır. Manyetik alan sonrası H alanının magnetik flux hatlarını ve PCB'deki ağırlıkları çiftiyor. Ayrıca yakın E alanının bazı izler parçalarını da alıyor.

Yüksek akımdaki düşük-voltaj kaynağı genellikle manyetik alana bağlı, yüksek-voltaj düşük-ağır voltaj kaynağı genellikle elektrik alana bağlı. PCB'de temiz elektrik alanı ya da temiz manyetik alanı nadir. RF ve mikro dalga devrelerinde devreğin giriş engellemesi ve bağlantı için kullanılan mikro strip veya mikro strip çizgisinin 50 ohm impedansı olması için tasarlanmıştır. Bu düşük impedans tasarımı bu komponentleri büyük akışlar ve düşük voltaj değişimlerini üretir. Ayrıca, dijital devreler Bu trende daha düşük voltaj farklı mantıklı aygıtları kullanmak ve alanın aktif yakın bölgesindeki manyetik alan dalgası elektrik alan dalgasından daha küçük. Bu faktörleri birleştirerek, PCB'nin aktif alan yakın alandaki enerjinin çoğu manyetik alanda bulundur. Bu yüzden Emscan tarama sisteminde kullanılan manyetik alan dönüsü bu PCB'lerin yakın alan teşhisi için uygun.

Tüm döngüler aynıdır, fakat geri dönüş a ğındaki pozisyonları farklıdır, bu yüzden geri dönüş ağlı her dönüşün cevabını hissedebilir ve referans kaynağına olan her dönüşün cevabı ölçülür ve filtre aktarım fonksiyonu olarak kabul edilir. Ölçümün linearitesini sağlamak için Emscan bu transfer fonksiyonun karşılaştırılmasını ölçüyor.

Antena ve elektronik otomatik değiştirme anten teknolojisinin kullanımına göre ölçüm hızı çok hızlandırılır, el tek sonda ölçüm çözümünden binlerce kez daha hızlı ve değiştirmeden önce ve sondan sonra devre etkisini hızlandırabilir. Hızlı tarama teknolojisi ve gelişmiş amplitüsü tarama teknolojisi ve sinkron tarama teknolojisi sistemi geçici olayları etkili olarak yakalamaya çalışır. Aynı zamanda, spektrum analizicisinin ölçüleme doğruluğunu geliştirebilecek teknolojiyi kabul ediyor ve ölçümlerin doğruluğunu ve tekrarlanabileceğini geliştirir.

PCB yakın alan radyasyon arayüzünü değerlendirmek için ölçüm metodları

PCB radyasyon araştırmalarının incelemesi birkaç adımda yapılabilir. İlk olarak taranacak alanı belirleyin, sonra taranacak alanı tamamen örneklendirebilen sondu (7.5mm grid) seçin, 00kHz～3GHz frekans menzilinde spektrum taramasını yapın ve her frekans noktasının maksimum seviyesini kaydedin. Araştırma alanında uzay tarama kullanarak relativ büyük frekans noktaları daha fazla kontrol edilebilir, böylece araştırma kaynakları ve kritik devre yolları bulunabilir.

Teste altında tahta tarayıcı tahtasına mümkün olduğunca yakın olmalı, çünkü mesafe arttığı zaman, alınan sinyal-sesle bağlantı azalır ve "ayrılma" etkisi olacak. Aslında ölçüde, bu mesafe 1,5 cm'den az olmalı. Komponentlerin yüzeyinin ölçüsü bazen komponentin yüksekliğine neden ölçüm sorunlarına sebep olabilir. Bu yüzden komponentin yüksekliğini ölçülü voltaj seviyesini düzeltmek için düşünmeliyiz. Temel denetimde ayrılma mesafe düzeltme faktörü düşünmeli.

Ölçüme sonuçlarını hızlı alabiliriz, fakat bu sonuçlar, ürünün EMC karakteristiklerine uygun olup olmadığına karar veremez, çünkü ölçülü değer PCB tahtasında yüksek frekans akışından oluşturulan elektromagnetik alanı. Standart EMC testi a çık alanda (OATS) veya karanlık odada, 3 metre uzakta (yani uzak alanda) çalışılması gerekiyor.

Emscan'ın ölçüsü standart EMC testini değiştiremez olsa da, pratik birçok kullanımının olduğunu kanıtladı. Ölçüm sonuçlarının analizi üzerinde, ürünün sonraki gelişmesini kolaylaştırmak için birçok sonuçlar çözülebilir. voltaj seviyesini elde etmek üzere, bu bilgiler de çok önemlidir: interferens üretim noktası, interferens dağıtımı, büyük bir alanı kaplayan interferens yönlendirme yolu, PCB'de, yakın I/O modulların arasındaki kısa bir alana sınırlı bir interferens, iç yapı ya da bağlantı, etc. Ayrıca analog devrelerden dijital devreyi ayırmanın etkisini görebilirsiniz.

Yukarıdaki ölçümler PCB tasarım kalitesi değerlendirmesi için standart olarak kullanılabilir. Ayrıca, Eğer çoktan benzer bir PCB'nin EMC özelliklerini biliyorsak, güvenlik kullanılması gerektiğini, ürün geliştirme ilk stadijindeki EMC özelliklerinin relativ güvenilir bir değerlendirmesini yapabiliriz. Yani.