调试PCB的传统东西包含：时域的示波器、TDR(时域反射测量法)示波器、逻辑剖析仪，以及频域的频谱剖析仪等设备，可是这些手法都无法给出一个反映PCB板全体信息的数据。本文介绍用EMSCAN电磁搅扰扫描体系取得PCB完好电磁信息的办法，并介绍怎么运用这些信息来协助规划和调试。
EMSCAN具有频谱扫描功用和空间扫描功用。频谱扫描的成果能够让咱们对EUT发生的频谱有一个大致的知道：有多少个频率重量，每个频率重量的起伏大致是多少。空间扫描的成果，是针对一个频率点的，是一张以色彩代表起伏的地形图，咱们能实时看清PCB发生的某个频率点的动态的电磁场散布状况。
全频段扫描
在履行频谱／空间扫描功用时，把作业着的PCB放置到扫描器上，PCB被扫描器的栅格划分为7.6mm×7.6mm的小格(每个小格含有一个H场探头)，履行对每个探头的全频段扫描(频率规模能够从10kHz－3GHz)后，Emscan终究给出两张图，分别为组成频谱图(图1)和组成空间图(图2)。
频谱/空间扫描取得的是整个扫描区域内每个探头的悉数频谱数据。履行一次频谱/空间扫描后就能够得到一切空间方位的一切频率的电磁辐射信息，你能够将图1和图2的频谱/空间扫描数据幻想为一堆空间扫描数据(每个空间扫描分别为不同的频率，可由你来操控不同的显现)，也能够幻想为一堆频谱扫描数据(每个频谱扫描来自PCB的不同物理方位，能够是一个或几个栅格)。你能够：
1. 像检查空间扫描成果相同,检查指定频率点(一个或多个频率)的空间散布图，如图3所示。
2. 像检查频谱扫描成果相同,检查指定物理方位点(一个或多个栅格)的频谱图，如图4所示。
图3的各个空间散布图，是经过指定频率点来看该频率点的空间腹部图。经过在图中最上面的频谱图顶用×指定频率点后得到的。能够指定一个频率点检查每个频率点的空间散布，也能够指定多个频率点，例如指定83M的一切谐波点，检查总的频谱图。
图4的频谱图中，灰色部分是总频谱图，蓝色部分为指定方位的频谱图。是经过用×指定PCB上的物理方位，比照该方位发生的频谱图(蓝色)和总频谱图(灰色)，找到搅扰源的方位。从图4能够看出，这种办法对宽带搅扰和窄带搅扰，都能很快地找到搅扰源的方位。
快速定位电磁搅扰源
运用频谱剖析仪和单个的近场探头，也能定位“搅扰源”。这儿用“救活”的办法来进行一个比方,能够把远场测验(EMC规范测验)比方为“检测火灾”，假如有频率点超出极限值，就认为是“发现了火灾”。传统的“频谱剖析仪＋单探头”计划，一般是由EMI工程师运用，来勘探“火苗从机箱的哪个部位窜出来”，检测到火苗后，一般的EMI按捺办法是用屏蔽和滤波，把“火苗”捂在产品内部。EMSCAN能让咱们检测到搅扰源的源头–“火种”，还能看清“火势”，即搅扰源的传达途径。
用EMSCAN检查整机EMI问题时，一般选用由“火苗”到“火种”的追寻进程。例如，先扫描机箱或许电缆，检查搅扰来自哪个部位，进一步追寻到产品内部，是哪块PCB发生的搅扰，再进一步能够追寻到器材或许布线。
由图4能够很显着地看出，运用“完好电磁信息”，定位电磁搅扰源是十分便利的，不只能处理窄带电磁搅扰问题，对宽带电磁搅扰问题相同有用。
一般的办法如下：
(1)
检查基波的空间散布，在基波的空间散布图上找到起伏最大的物理方位。关于宽带搅扰，则在宽带搅扰的中心指定一个频率(例如一个60MHz－80MHz的宽带搅扰，咱们能够指定70MHz)，检查该频率点的空间散布，找到起伏最大的物理方位。
(2) 指定该方位，看该方位的频谱图。检查该方位的各个谐波点的起伏是否与总频谱图重合。假如重合，则阐明指定方位是发生这些搅扰的最强的当地。关于宽带搅扰，则检查该方位是否为整个宽带搅扰的最大方位。
(3) 在许多状况下，不是一切谐波都发生在一个方位，有时偶次谐波与奇次谐波在不同的方位发生，也有或许各个谐波重量在各个不同的方位发生。这种状况下，能够经过检查你所关怀的频率点的空间散布，找到辐射最强的方位。
(4) 在辐射最强的当地采纳手法，无疑对处理EMI/EMC问题是最有用的。
这种真实能追寻到“源头”和传达途径的EMI排查办法，能让工程师以最低的本钱和最快的速度扫除EMI问题。在一个通讯设备的实测事例中，辐射搅扰从电话线电缆中辐射出来，对这根电缆添加屏蔽或许滤波手法显然是不可行的，所以工程师束手无策。用EMSCAN进行上述追寻扫描后，终究在处理机板上，多化了几块钱，多装了几个滤波电容，处理了工程师本来无法处理的EMI问题。
快速定位电路毛病方位
跟着PCB杂乱程度的添加，调试的难度和作业量也不断添加。运用示波器或许逻辑剖析仪，一起只能观察到1个或许有限的几个信号线的波形，而现在的PCB上或许有不计其数条信号线，工程师只能凭经历或许命运来找到问题的地点问题。
假如咱们有了正常板和毛病板的“完好电磁信息”，经过比照两者的数据，发现反常的频谱，再选用“搅扰源定位技能”，把反常频谱的发生方位找出来，就能很快找到毛病的方位及原因。
图5为正常板和毛病板的频谱图，经过比照，很简略发现毛病板上存在一个反常的宽带搅扰。
然后在毛病板的空间散布图上去找发生这个“反常频谱”的方位，如图6所示，这样，毛病方位就被定位到一个栅格(7.6mm×7.6mm)的方位，问题就能很快确诊。
点评PCB规划质量的使用事例
一块好的PCB需求工程师精心规划，需求考虑的问题包含：
(1) 合理的层叠规划
特别是地平面和电源平面的组织，以及灵敏信号线(时钟信号)及发生许多辐射的信号线(地址线和数据线)地点层的规划。还有地平面、电源平面的切割，以及跨过切割区域的信号线的布线。
(2) 坚持尽或许接连的信号线阻抗
尽或许少的过孔；尽或许少的直角走线；以及尽或许小的电流回流面积，能够发生较少的谐涉及较低的辐射强度。
(3) 杰出的电源滤波
合理的滤波%&&&&&%的类型、容值、数量、及放置方位，以及合理的地平面和电源平面的层叠组织，能确保电磁搅扰被操控在尽或许小的区域。
(4) 尽或许确保地平面的完好性
尽或许少的过孔；合理的过孔安全距离；合理的器材布局；合理的过孔组织，然后最大程度确保地平面的完好性。相反，密布的过孔以及过大的过孔安全距离，或许是不合理的器材布局，会严重影响地平面以及电源平面的完好性，然后发生许多的理性串扰、共模辐射，并会使电路对外界搅扰更灵敏。
(5) 在信号完好性和电磁兼容性中找折中
在确保设备功用正常(确保信号完好性)的前提下，尽或许添加信号的上升沿和下降沿时刻，削减信号发生的电磁辐射的起伏调和波数量。例如需求挑选适宜的阻尼电阻、适宜的滤波手法等。
曾经，咱们没有简略而科学的手法来点评PCB的规划质量及PCB规划人员的规划水平。运用PCB发生的完好的电磁场信息，能对PCB规划质量进行科学的点评。运用PCB的完好的电磁信息，能够从如下四个方面来点评PCB的规划质量：1. 频率点数量：即谐波数量。2. 瞬态搅扰：不稳定的电磁搅扰。3. 辐射强度：各个频率点电磁搅扰的起伏巨细。4. 散布区域：各个频率点的电磁搅扰在PCB上的散布区域的巨细。
下面的比如中，A板是B板的改善。两块板的原理图以及首要器材的布局彻底一致。两块板的频谱/空间扫描的成果见图7：
从图7的频谱图中，能够看出，A板的质量显着比B板好，由于：
1. A板的频率点数量显着比B板少；
2. A板的大部分频率点的起伏比B板的小；
3. A板的瞬态搅扰(没有被符号的频率点)比B板的少。
从空间图中能够看出A板的总的电磁搅扰散布区域比B板的小得多。再来看看某一个频率点的电磁搅扰散布状况。从图8所示的462MHz这一个频率点的电磁搅扰散布状况来看，A板的起伏小，并且区域很小。B板的起伏大，并且散布区域特别广。
许多的测验事例证明，这种运用PCB发生的完好电磁场信息来点评PCB规划质量的办法，是彻底合理的。咱们能从PCB规划质量看出规划人员的规划水平，一起也能为规划人员不断提高规划水平，供给最直观的辅导。
本文小结
PCB完好电磁信息，能让咱们对PCB的全体有一个十分直观的知道，不只有助于工程师处理EMI/EMC问题，还能协助工程师调试PCB，并不断提高PCB的规划质量。相同，EMSCAN的使用还有许多，例如协助工程师处理电磁灵敏性问题等等。
