技术

<p><strong>作者：木子</strong></p>

<p>近几年，随着电子终端产品特别是智能手机、智能手表等便携式产品的小型化，高集成化，以及原材料成本的增加，贴片陶瓷电容器一直在往小尺寸方向发展。在手机市场，主流的MLCC尺寸已经过渡到0201（0.6×0.3mm）尺寸，01005(0.4*0.2mm)尺寸，甚至更小尺寸的008004(0.2*0.1mm)也在少数产商内部作评估。</p>

<p>因此，不少厂商遇到了小尺寸贴装及手工焊接，返修的问题，本文以01005尺寸为例，作简要介绍。</p>

<p>本文介绍了高速数字电路器件的通用互连时序模型，基于模型给出了时序公式。对常用高速接口 MII、RMII、RGMII和 SPI 给出了基于公式和理论的实例分析，通过分析得出电路板设计布线长度关系。介绍的时序模型和分析方法，为电路设计人员提供了有效的分析方法，避免进入高速电路走线一定要等长这种认识误区，有助于在工程实践中，提升布线设计成功率、找出故障原因并加速电路设计进程。</p>

<p>电子设备的电子信号和处理器的频率不断提升，电子系统已是一个包含多种元器件和许多分系统的复杂设备。高密和高速会令系统的辐射加重，而低压和高灵敏度 会使系统的抗扰度降低。因此，电磁干扰(EMI)实在是威胁着电子设备的安全性、可靠性和稳定性。我们在设计电子产品时，PCB板的设计对解决EMI问题至关重要。本文主要讲解PCB设计时要注意的地方，从而减低PCB板中的电磁干扰问题。</p>

<p><strong>电磁干扰(EMI)的定义</strong></p>

<p>&nbsp; &nbsp;无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。那么无人机可靠性测试有哪些呢？下面小编就给大家简单介绍一下。<br />
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<p>基础元器件里面，电阻接触的比较早，也比较贴近实际，所以比较好理解，电容因为经常用，所以也有些概念，但对于电感，绝大多数人没有概念，这样就阻碍了对模拟电路深入理解，对于模拟电路，尤其是干扰方面，最大的干扰源往往是电感引起的，所以理解电感对于降低干扰，提高系统可靠性有很大的帮助。</p>

<p>电感与电容一样，都是自身不消耗能量的存储器件，从虚坐标上看，电阻属于实部，那么电感存储磁场属于虚部的上半部，电容存储电场属于虚部的下半部，可以认为电感恰好是电容的反面，所以借用电容的一些参数来理解电感，理解起来比较容易些。</p>

<p>如今电子元器件市场上的电容器种类繁多，选择电容器也成为了一种学问。小编根据经验得出了几种经验，希望对采购者得到更好的帮助。</p>

<p>1.选择合适的型号不同介质的电容器的性能各不相同，容量范围、耐压值、温度及频率稳定性、损耗等各方面的性能有很大差异；同一种介质的电容器又有很多不同的型号，所以要根据自己电路的性能要求，在满足基本容量、耐压要求的情况下根据电路敏感的参数选择合适的电容器类型。</p>

<p>2.合理确定电容器的精度在旁路、退耦、低频耦合等电路中，一般对电容器容量的精度没有严格的要求，选用时可根据设计值，选用相近容量或容量略大些的电容器。</p>

<p>电容是开关电源中的再普通不过的器件，它可以用来降低纹波噪声，可以用来提高电源的稳定性以及瞬态响应性，然而，电容的种类繁多，如何通过技巧快速进行选型，而产品可靠性又高，性能又稳定呢?</p>

<p><strong>1、电容种类的了解</strong></p>

<p>对电容种类的大致了解，在选择电容时有助于对电容种类的快速筛选。</p>

<p>电容种类较多，按封装分有贴片电容、插件电容，按介质分有陶瓷电容，钽电容，电解电容、云母电容、薄膜电容等，按结构形势分，有固定电容、半固定电容、可变电容。</p>

<p>&nbsp;在电路设计中经常会看到在很多资料中提到逆变电源H桥，所谓H桥实际上就是全桥，因其外形酷似字母“H”而得名。这部分的电路虽然并不复杂，但其中的一些问题还是值得我们去研究的。本文将通过一个疑问来为大家讲解逆变电源H桥中变压器串联的电容作用。</p>

<p>想要解答这个疑问，首先就需要了解逆变电源中高频变压器的工作环境，由于电路和元件参数的差异会导致变压器的正反推动电流不均衡，该不均衡通过N个震荡周期的累加后会把变压器的磁路拉向饱和。这样逆变器就会损坏。在输出回路中增加了隔直电容后，不均衡的直流成分就会被电容滤除。这样逆变器便会恢复正常工作。</p>

<p>最近在做电子产品的ESD测试，从不同的产品的测试结果发现，这个ESD是一项很重要的测试：如果电路板设计的不好，当引入静电后，会引起产品的死机甚至是元器件的损坏。以前只注意到ESD会损坏元器件，没有想到，对于电子产品也要引起足够的重视。</p>

<p>ESD，也就是我们常说的静电释放(Electro-Static discharge)。从学习过的知识中可以知道，静电是一种自然现象，通常通过接触、摩擦、电器间感应等方式产生，其特点是长时间积聚、高电压(可以产生几千伏甚至上万伏的静电)、低电量、小电流和作用时间短的特点。对于电子产品来说，如果ESD设计没有设计好，常常造成电子电器产品运行不稳定，甚至损坏。</p>

<p>振荡裕量是指振荡停止的裕量，这是振荡电路中最重要的术语。该裕量是以晶体谐振器电阻为基础的比值，表明振荡电路放大能力的大小。理论上来说，在裕量大于或等于1时，振荡电路可以运行。但是，在振荡裕量接近1时，由于振荡启动时间过长等原因，模块运行可能会失败。可以通过增加振荡裕量来解决此类问题。</p>

<p>&nbsp; 很多人都喜欢设计，人在设计时先是要掌握最基本设计技巧，然后，不断的练习和研究，对于立志当工程师的朋友来说，画板是门硬武艺，不练就不成功，就算你能记下MOS管的所有特性曲线，也终究是不入流。今天就和大家分享一下PCB设计中，工程师如何避免不入流的技巧！</p>

<p>一般PCB基本设计流程如下：</p>

<p>前期准备——PCB结构设计——PCB布局——布线——布线优化和丝印——网络和DRC检查和结构检查——制版。</p>

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　<strong>　一、前期准备包括准备元件库和原理图</strong></p>

<p>单片射频器件大大方便了一定范围内无线通信领域的应用，采用合适的微控制器和天线并结合此收发器件即可构成完整的无线通信链路。它们可以集成在一块很小的电路板上，应用于无线数字音频、数字视频数据传输系统，无线遥控和遥测系统，无线数据采集系统，无线网络以及无线安全防范系统等众多领域。</p>

<p><strong>1. 数字电路与模拟电路的潜在矛盾</strong></p>

<p>解决EMI问题的办法很多，现代的EMI抑制方法包括：利用EMI抑制涂层、选用合适的EMI抑制零配件和EMI仿真设计等。本文从最基本的PCB布板出发，讨论PCB分层堆叠在控制EMI辐射中的作用和设计技巧。</p>

<p><strong>电源汇流排</strong></p>

<p>在IC的电源引脚附近合理地安置适当容量的电容，可使IC输出电压的跳变来得更快。然而，问题并非到此为止。由于电容呈有限频率响应的特性，这使得电容无法在全频带上生成干净地驱动IC输出所需要的谐波功率。除此之外，电源汇流排上形成的瞬态电压在去耦路径的电感两端会形成电压降，这些瞬态电压就是主要的共模EMI干扰源。我们应该怎么解决这些问题？</p>

<p>驱动功率是指振荡电路工作时晶体谐振器的功耗。<br />
保持晶体谐振器低于驱动功率是很重要的。<br />
超过驱动功率，可能会引起频率和等效串联电阻的意外变化。</p>

<p><strong>计算</strong></p>

<p>众所周知，晶振是一种易碎元器件，那么，在晶振的保存、焊锡过程中，我们该如何保护它呢?</p>

<p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; 1、晶振的保存方式,首先要考虑其周围的潮湿度,做好防挤压措施,放在干燥通风的地方,使其晶体避免受潮导致其他电气参数发生变化.</p>

<p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; 2、其次对于易碎的晶振器件要做好防震措施,不宜放在较高的货架上,在使用的过程,也不宜使晶振跌落,一般来说,从高空跌落的晶振不应再次使用.</p>

<p>作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫，但是原理设计再完美，如果电路板设计不合理性能将大打折扣，严重时甚至不能正常工作。根据我的经验，我总结出以下一些PCB设计中应该注意的地方，希望能对您有所启示。</p>

<p>不管用什么软件，PCB设计有个大致的程序，按顺序来会省时省力，因此我将按制作流程来介绍一下。(由于protel界面风格与windows视窗接近，操作习惯也相近，且有强大的仿真功能，使用的人比较多，将以此软件作说明。)</p>

<p>LPWAN或称LPN，全称为Low Power Wide Area Network或者LowPower Network，指的是一种无线网络。这种无线网络强调低功耗与远距离，通常用于电池供电的传感器节点组网。因为低功耗与低速率的特点，这种网络与其他用于商业，个人数据共享的无线网络(如WiFi，蓝牙等)有着鲜明的区别。应用中，LPWAN可使用集中器组建为私有网络，也可利用网关连到公有网络上去。</p>

<p><strong>LoRaWAN与LoRa的关系</strong></p>

<p>工程师喜欢强调经验，经验固然不错，但江湖也流传着一句话“经验主义害死人阿”。每条成功的经验必然有其特定的背景和环境条件，比如输入的信号和电源、输出所带的负载、所处的电磁环境、接地布线的方式、所处的温度环境、源端匹配电路的输出阻抗、负载匹配电路的输入阻抗等等等等，这些个些微的不同，对电路的分布参数、参数漂移、精度匹配都会提出新的不同的要求，照搬过去的设计，恰如30年后，当年情深意重的男女，很多都已经变了，还能回得到过去吗？</p>

<p><strong>一、电感</strong></p>

<p>&nbsp; 1．电感对交变电流的阻碍作用</p>

<p>&nbsp; &nbsp; 交变电流通过电感线圈时，由于电流时刻都在变化，因此在线圈中就会产生自感电动势，而自感电动势总是阻碍原电流的变化，故电感线圈对交变电流会起阻碍作用，前面我们已经学习过，自感电动势的大小与线圈的自感系数及电流变化的快慢有关，自感系数越大，交变电流的频率越高，产生的自感电动势就越大，对交变电流的阻碍作用就越大，电感对交流的阻碍作用大小的物理量叫做感抗，用XL表示，且XL=2πfL。感抗的大小由线圈的自感系数L和交变电流的频率f共同决定。</p>

<p>相信大家对于磁珠这个名词并不陌生，很多人都知道数字电路工作在开关状态，对电源电压干扰严重，因此在一些复杂的电路中，数字电路与模拟电路采用不同的稳压电源，数字电路与模拟电路分开布线，最终一点共地。相信很多在学习信号的人都懂得要区分信号地跟模拟地，最终用一个零欧磁珠将两者连接在一起。至于原因是什么呢？</p>