隨著PCB復(fù)雜程度的增加，調(diào)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(xiàn)在的PCB上可能有成千上萬條信號線，工程師只能憑經(jīng)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(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常的頻譜，再采用“干擾源定位技術(shù)”，把異常頻譜的產(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(chǎn)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(shè)計質(zhì)量的應(yīng)用案例

一塊好的PCB需要工程師精心設(shè)計，需要考慮的問題包括：

(1) 合理的層疊設(shè)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(chǎn)生大量輻射的信號線(地址線和數(shù)據(jù)線)所在層的設(shè)計。還有地平面、電源平面的分割，以及跨越分割區(qū)域的信號線的布線。

(2) 保持盡可能連續(xù)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(chǎn)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(shù)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(qū)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(yán)重影響地平面以及電源平面的完整性，從而產(chǎn)生大量的感性串?dāng)_、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(shè)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(chǎn)生的電磁輻射的幅度和諧波數(shù)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(xué)的手段來評估PCB的設(shè)計質(zhì)量及PCB設(shè)計人員的設(shè)計水平。利用PCB產(chǎn)生的完整的電磁場信息，能對PCB設(shè)計質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)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(shè)計質(zhì)量：1. 頻率點數(shù)量：即諧波數(shù)量。2. 瞬態(tài)干擾：不穩(wěn)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(qū)域：各個頻率點的電磁干擾在PCB上的分布區(qū)域的大小。

下面的例子中，A板是B板的改進(jìn)。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(jié)果見圖7：

從圖7的頻譜圖中，可以看出，A板的質(zhì)量明顯比B板好，因為：

1. A板的頻率點數(shù)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(tài)干擾(沒有被標(biāo)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(qū)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(qū)域很小。B板的幅度大，而且分布區(qū)域特別廣。

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

本文小結(jié)

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(rèn)識，不僅有助于工程師解決EMI/EMC問題，還能幫助工程師調(diào)試PCB，并不斷提高PCB的設(shè)計質(zhì)量。同樣，EMSCAN的應(yīng)用還有很多，例如幫助工程師解決電磁敏感性問題等等。