Jak zoptymalizować czas projektowania płytek PCB i całych urządzeń elektronicznych?

W czasie tak intensywnego rozwoju wszelkiego rodzaju elektroniki, która nieustannie usiłuje sprostać coraz wyższym wymaganiom funkcjonalnym, stawianym przez konsumentów, coraz częściej firmy i osoby projektujące oraz produkujące układy i płytki elektroniczne borykają się z problemami dotyczącymi kompatybilności elektromagnetycznej. Jak szybko znaleźć źródło nadmiernej emisji promieniowanej? Jak skutecznie z tą emisją walczyć? Jak weryfikować działanie pod względem EMC nowo zamontowanych elementów? Jak „odchudzać” płytki PCB, by zminimalizować koszty produkcji? Jak utrzymać stały poziom jakościowy układów elektronicznych?

Każde urządzenie elektroniczne zgodnie z unijną dyrektywą EMC (2004/108/WE) podlega pomiarom emisji oraz badaniom odporności. Normatywny pomiar emisji odbywa się np. w komorze bezodbiciowej. Pomiar taki zazwyczaj wiąże się z dużymi kosztami. Często, oprócz samego badania, konieczny jest dojazd do miejsca, w którym takie laboratorium się znajduje. Ponadto jako wynik z pomiaru w komorze jedyne co otrzymujemy to przebieg z zaznaczonymi wartościami maksymalnymi oraz wykaz częstotliwości, dla których takowe występują. Jeżeli okazuje się, że poziom emisji naszego produktu mieści się w normach, to wszystko jest dobrze, ale jeśli nie, to zaczynają się trudności.

Dzięki pomiarom znamy częstotliwość, amplitudę, ale nie wiemy, co jest źródłem nadmiernej emisji, czyli inaczej mówiąc co nam „promieniuje”. Możemy spróbować zmienić jeden z elementów lub cały ich szereg, ale aż do kolejnego pomiaru nie będziemy w stanie stwierdzić na ile i czy w ogóle to pomogło.

By już na etapie projektowania zorientować się, co jest w naszym prototypie źródłem emisji, powszechnie wykorzystywane są sondy pola bliskiego połączone przez przedwzmacniacz z analizatorem widma. Od czułości sond i jakości analizatora zależy czy pomiar będzie wyglądał na zasadzie „jest” „nie ma” czy będzie można zaobserwować np. wzrost natężenia w pobliżu pewnych elementów. Pomiar przeprowadzony w ten sposób „daje” pewien obraz, na podstawie którego można zgadywać, co należy zmienić. Jednak brak realnej możliwości dokonania powtarzalnego pomiaru bardzo utrudnia stwierdzenie na ile i przede wszystkim czy w ogóle po wprowadzonej przez nas modyfikacji jest lepiej. Tym samym jednoznaczne stwierdzenie czy chociaż zmierzamy we właściwą stronę, może być bardzo trudne i wymagać olbrzymiej intuicji i doświadczenia.