利用EMSCAN電磁干擾掃描系統獲得PCB完整電磁信息的

隨著PCB復雜程度的增加，調試的難度和工作量也不斷增加。利用示波器或者邏輯分析儀，同時只能觀察到1個或者有限的幾個信號線的波形，而現在的PCB上可能有成千上萬條信號線，工程師只能憑經驗或者運氣來找到問題的所在問題。

如果我們有了正常板和故障板的“完整電磁信息”，通過對比兩者的數據，發現異常的頻譜，再采用“干擾源定位技術”，把異常頻譜的產生位置找出來，就能很快找到故障的位置及原因。

圖5為正常板和故障板的頻譜圖，通過對比，很容易發現故障板上存在一個異常的寬帶干擾。

然后在故障板的空間分布圖上去找產生這個“異常頻譜”的位置，如圖6所示，這樣，故障位置就被定位到一個柵格(7.6mm×7.6mm)的位置，問題就能很快確診。

評估PCB設計質量的應用案例

一塊好的PCB需要工程師精心設計，需要考慮的問題包括：

(1) 合理的層疊設計

特別是地平面和電源平面的安排，以及敏感信號線(時鐘信號)及產生大量輻射的信號線(地址線和數據線)所在層的設計。還有地平面、電源平面的分割，以及跨越分割區域的信號線的布線。

(2) 保持盡可能連續的信號線阻抗

盡可能少的過孔；盡可能少的直角走線；以及盡可能小的電流回流面積，可以產生較少的諧波及較低的輻射強度。

(3) 良好的電源濾波

合理的濾波電容的類型、容值、數量、及放置位置，以及合理的地平面和電源平面的層疊安排，能保證電磁干擾被控制在盡可能小的區域。

(4) 盡可能保證地平面的完整性

盡可能少的過孔；合理的過孔安全間距；合理的器件布局；合理的過孔安排，從而最大程度保證地平面的完整性。相反，密集的過孔以及過大的過孔安全間距，或者是不合理的器件布局，會嚴重影響地平面以及電源平面的完整性，從而產生大量的感性串擾、共模輻射，并會使電路對外界干擾更敏感。

(5) 在信號完整性和電磁兼容性中找折中

在保證設備功能正常(保證信號完整性)的前提下，盡可能增加信號的上升沿和下降沿時間，減少信號產生的電磁輻射的幅度和諧波數量。例如需要選擇合適的阻尼電阻、合適的濾波手段等。

以前，我們沒有簡單而科學的手段來評估PCB的設計質量及PCB設計人員的設計水平。利用PCB產生的完整的電磁場信息，能對PCB設計質量進行科學的評價。利用PCB的完整的電磁信息，可以從如下四個方面來評估PCB的設計質量：1. 頻率點數量：即諧波數量。2. 瞬態干擾：不穩定的電磁干擾。3. 輻射強度：各個頻率點電磁干擾的幅度大小。4. 分布區域：各個頻率點的電磁干擾在PCB上的分布區域的大小。

下面的例子中，A板是B板的改進。兩塊板的原理圖以及主要器件的布局完全一致。兩塊板的頻譜/空間掃描的結果見圖7：

從圖7的頻譜圖中，可以看出，A板的質量明顯比B板好，因為：

1. A板的頻率點數量明顯比B板少；
2. A板的大部分頻率點的幅度比B板的小；
3. A板的瞬態干擾(沒有被標記的頻率點)比B板的少。

從空間圖中可以看出A板的總的電磁干擾分布區域比B板的小得多。再來看看某一個頻率點的電磁干擾分布情況。從圖8所示的462MHz這一個頻率點的電磁干擾分布情況來看，A板的幅度小，而且區域很小。B板的幅度大，而且分布區域特別廣。

大量的測試案例證明，這種利用PCB產生的完整電磁場信息來評估PCB設計質量的方法，是完全合理的。我們能從PCB設計質量看出設計人員的設計水平，同時也能為設計人員不斷提高設計水平，提供最直觀的指導。

本文小結

PCB完整電磁信息，能讓我們對PCB的整體有一個非常直觀的認識，不僅有助于工程師解決EMI/EMC問題，還能幫助工程師調試PCB，并不斷提高PCB的設計質量。同樣，EMSCAN的應用還有很多，例如幫助工程師解決電磁敏感性問題等等。