利用EMSCAN电磁干扰扫描系统获得PCB完整电磁信息的方法.doc
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1、利用EMSCAN电磁干扰扫描系统获得PCB完整电磁信息的方法调试PCB的传统工具包括:时域的示波器、TDR(时域反射测量法)示波器、逻辑分析仪,以及频域的频谱分析仪等设备,但是这些手段都无法给出一个反映PCB板整体信息的数据。本文介绍用EMSCAN电磁干扰扫描系统获得PCB完整电磁信息的方法,并介绍如何利用这些信息来帮助设计和调试。EMSCAN具有频谱扫描功能和空间扫描功能。频谱扫描的结果可以让我们对EUT产生的频谱有一个大致的认识:有多少个频率分量,每个频率分量的幅度大致是多少。空间扫描的结果,是针对一个频率点的,是一张以颜色代表幅度的地形图,我们能实时看清PCB产生的某个频率点的动态的电磁
2、场分布情况。全频段扫描在执行频谱空间扫描功能时,把工作着的PCB放置到扫描器上,PCB被扫描器的栅格划分为7.6mm7.6mm的小格(每个小格含有一个H场探头),执行对每个探头的全频段扫描(频率范围可以从10kHz3GHz)后,Emscan最终给出两张图,分别为合成频谱图(图1)和合成空间图(图2)频谱/空间扫描获得的是整个扫描区域内每个探头的全部频谱数据。执行一次频谱/空间扫描后就可以得到所有空间位置的所有频率的电磁辐射信息,你可以将图 1和图2的频谱/空间扫描数据想象为一堆空间扫描数据(每个空间扫描分别为不同的频率,可由你来控制不同的显示),也可以想象为一堆频谱扫描数据(每个频谱扫描来自P
3、CB的不同物理位置,可以是一个或几个栅格)。你可以:1. 像查看空间扫描结果一样,查看指定频率点(一个或多个频率)的空间分布图,如图3所示。2. 像查看频谱扫描结果一样,查看指定物理位置点(一个或多个栅格)的频谱图,如图4所示。图3的各个空间分布图,是通过指定频率点来看该频率点的空间腹部图。通过在图中最上面的频谱图中用指定频率点后得到的。可以指定一个频率点查看每个频率点的空间分布,也可以指定多个频率点,例如指定83M的所有谐波点,查看总的频谱图。图4的频谱图中,灰色部分是总频谱图,蓝色部分为指定位置的频谱图。是通过用指定PCB上的物理位置,对比该位置产生的频谱图(蓝色)和总频谱图(灰色),找到
4、干扰源的位置。从图4可以看出,这种方法对宽带干扰和窄带干扰,都能很快地找到干扰源的位置。快速定位电磁干扰源利用频谱分析仪和单个的近场探头,也能定位干扰源。这里用灭火的方法来进行一个比喻,可以把远场测试(EMC标准测试)比喻为检测火灾,如果有频率点超出极限值,就认为是发现了火灾。传统的频谱分析仪单探头方案,一般是由EMI工程师使用,来探测火苗从机箱的哪个部位窜出来,检测到火苗后,一般的EMI抑制办法是用屏蔽和滤波,把火苗捂在产品内部。EMSCAN能让我们检测到干扰源的源头-火种,还能看清火势,即干扰源的传播途径。用EMSCAN检查整机EMI问题时,一般采用由火苗到火种的追踪过程。例如,先扫描机箱
5、或者电缆,检查干扰来自哪个部位,进一步追踪到产品内部,是哪块PCB产生的干扰,再进一步可以追踪到器件或者布线。由图4可以很明显地看出,利用完整电磁信息,定位电磁干扰源是非常方便的,不仅能解决窄带电磁干扰问题,对宽带电磁干扰问题同样有效。一般的方法如下:(1)查看基波的空间分布,在基波的空间分布图上找到幅度最大的物理位置。对于宽带干扰,则在宽带干扰的中间指定一个频率(例如一个60MHz80MHz的宽带干扰,我们可以指定70MHz),检查该频率点的空间分布,找到幅度最大的物理位置。(2) 指定该位置,看该位置的频谱图。检查该位置的各个谐波点的幅度是否与总频谱图重合。如果重合,则说明指定位置是产生这
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