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7.6mm&TImes;7.6mm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10kHz－3GHz）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PCB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&TImes;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&TImes;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60MHz－80MHz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些干扰的最强的地方。对于宽带干扰，则检查该位置是否为整个宽带干扰的最大位置。

　　（3） 在很多情况下，不是所有谐波都产生在一个位置，有时偶次谐波与奇次谐波在不同的位置产生，也有可能各个谐波分量在各个不同的位置产生。这种情况下，可以通过查看你所关心的频率点的空间分布，找到辐射最强的位置。

　　（4） 在辐射最强的地方采取手段，无疑对解决EMI/EMC问题是最有效的。

这种真正能追踪到“源头”和传播途径的EMI排查方法，能让工程师以最低的成本和最快的速度排除EMI问题。在一个通信设备的实测案例中，辐射干扰从电话线电缆中辐射出来，对这根电缆增加屏蔽或