技术
<p>有人说过，世界上只有两种电子工程师：经历过电磁干扰的和没有经历过电磁干扰的。伴随着PCB信号频率的提升，电磁兼容设计是我们电子工程师不得不考虑的问题。面对一个设计，当进行一个产品和设计的EMC分析时，有以下5个重要属性需考虑：<br />
（1）关键器件尺寸：产生辐射的发射器件的物理尺寸。射频（RF）电流将会产生电磁场，该电磁场会通过机壳泄漏而脱离机壳。PCB上的走线长度作为传输路径对射频电流具有直接的影响。<br />
（2）阻抗匹配：源和接收器的阻抗，以及两者之间的传输阻抗。<br />
（3）干扰信号的时间特性：这个问题是连续（周期信号）事件，还是仅仅存在于特定操作周期（例如单次事件可能是某次按键操作或者上电干扰，周期性的磁盘驱动操作或网络突发传输）。<br />
<p>随着计算机、电子技术的进步，无线通信技术的蓬勃发展，过去几年中出现了一些新的无线标准：Zigbee、 Z-Wave、LoRa、LTE-M、NB-IoT、Wi-Fi 802.11ah（HaLow）和802.11af（White-Fi）等。</p>
<p>以下是其中最受欢迎的几个标准，本文将简要介绍它们的功能和优点：</p>
<p>无源组件是那些只能降低施加在其上的电功率而不能增加其功率的电路设备。电气和电子电路包括将许多不同的组件连接在一起以形成完整的闭合电路。任何电路中使用的三个主要无源元件是：电阻，电容器和电感器。</p>
<p> 所有这三个无源元件都有一个共同点，它们限制通过电路的电流，但方式却非常不同。电流可以两种方式中的任何一种流过电路。如果仅沿一个稳定方向流动，则将其分类为直流（DC）。如果电流在两个方向上来回交流，则归为交流（AC）。尽管它们在电路中呈现出阻抗，但交流电路中的无源组件的行为与直流电路中的无源组件非常不同。</p>
<p>电子元器件的等效电路对电路分析非常有用，可以帮助理解该元器件在电路中的工作原理，可以深入了解该元器件的相关特性。</p>
<p><strong>1. 贴片电容器等效电路</strong></p>
<p>下图所示是贴片电容器的等效电路，从等效电路可以看出，电容器除电容外还有寄生电感L和寄生电阻R，尽管L值和R值都很小，但是在工作频率很高时电感会起作用，电感L与电容C构成一个LC串联谐振电路。</p>
<p>对于从事电子行业的工程师来说，电子元器件是每天都需要去接触，每天都需要用到的，但其实里面的门门道道很多工程师未必了解。这里列举出工程师门常用的十大电子元器件，及相关的基础概念和知识，和大家一起温习一遍。</p>
<p><strong>一、电阻</strong></p>
<p>作为电子行业的工作者，电阻是无人不知无人不晓的。它的重要性，毋庸置疑。人们都说“电阻是所有电子电路中使用最多的元件。”</p>
<p>作为一名有逼格的PCB设计工程师，一般PCB的布局布线规则大家肯定都已经了然于心了。不过，对于射频板PCB的设计规则，大家是否也都清楚呢？接下来和大家分享一些关于射频板PCB的布局、布线原则，希望对大家有帮助。</p>
<p><strong>射频板PCB布局原则</strong></p>
<p>1.布局确定：布局前应对单板功能、工作频段、电流电压、主要射频器件类型、EMC、相关射频指标等有详细了解，并明确叠层结构、阻抗控制、外形结构尺寸、屏蔽腔和罩的尺寸位置、特殊器件加工说明（如需挖空、直接机壳散热的器件尺寸位置）等。</p>
<p>电感、电阻、导线本身并不是保护器件，但在多个不同保护器件组合构成的防护电路中，可以起到配合的作用。</p>
<p>防护器件中，气体放电管的特点是通流量大、但响应时间慢、冲击击穿电压高；TVS管的通流量小，响应时间最快，电压钳位特性最好；压敏电阻的特性介于这两者之间，当一个防护电路要求整体通流量大，能够实现精细保护的时候，防护电路往往需要这几种防护器件配合起来实现比较理想的保护特性。但是这些防护器件不能简单的并联起来使用，例如：将通流量大的压敏电阻和通流量小的TVS管直接并联，在过电流的作用下，TVS管会先发生损坏，无法发挥压敏电阻通流量大的优势。因此在几种防护器件配合使用的场合，往往需要电感、电阻、导线等在不同的防护元件之间进行配合。下面对这几种元件分别进行介绍：</p>
<p><strong>PCB布局规则:</strong></p>
<p>1、在通常情况下，所有的元件均应布置在电路板的同一面上，只有顶层元件过密时，才能将一些高度有限并且发热量小的器件，如贴片电阻、贴片电容、贴片IC等放在底层。</p>
<p>2、在保证电气性能的前提下，元件应放置在栅格上且相互平行或垂直排列，以求整齐、美观，在一般情况下不允许元件重叠；元件排列要紧凑，元件在整个版面上应分布均匀、疏密一致。</p>
<p>3、电路板上不同组件相临焊盘图形之间的最小间距应在1MM以上。</p>
<p>为了尽量减小单板设计的串扰问题，PCB设计完成之后一般要对线间距3W规则进行一次规则检查。一般的处理方法是直接设置线与线的间距规则，但是这种方法的一个弊端是差分线间距（间距设置大小不满足3W规则的设置）也会DRC报错，产生很多DRC报告，难以分辨，如图12-23所示。</p>
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<h2><strong>1. 晶体谐振器・MEMS谐振器</strong></h2>
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<img alt="晶体谐振器" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="ec8656ca-3ce4-4d6c-ac15-e54f41e98d56" height="287" src="/sites/default/files/inline-images/1_107.png" width="558" />
<p>工程师往往更关注电路的设计、最新的元器件以及代码，认为这些才是一个电子产品项目中的重要部分，却忽略了PCB布局、布线这个关键的环节。如果PCB布局、布线不当，往往会导致电路工作不正常、不可靠。本文就列出实际PCB布局布线中要注意的一些要点，以帮助你的PCB项目做得更准确、可靠。</p>
<p><strong>走线的尺寸</strong></p>
<p>作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种：</p>
<p><strong>一、应用于电源电路，实现旁路、去耦、滤波和储能的作用。下面分类详述之：</strong></p>
<p><strong>1、旁路</strong></p>
<p>旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。 就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。 为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。 这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。</p>
<p>本文介绍利用共模扼流线圈准备的信号线/电源线用选择图表（PDF）的用法。</p>
<p><strong>信号线用共模扼流线圈</strong></p>
<p>当前，随着PCB尺寸要求越来越小，器件密度要求越来越高，PCB设计的难度也就逐渐增大。如何在保证质量的同时缩短设计时间？这需要工程师们有过硬的技术知识，以及掌握一些设计技巧。</p>
<p><strong>1、确定PCB的层数</strong></p>
<p>电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。布线层的数量以及层叠（STack-up）方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。</p>
<p>板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度，实现期望的设计效果。目前多层板之间的成本差别很小，在开始设计时最好采用较多的电路层并使敷铜均匀分布。</p>
<p><em>作者： Digi-Key 工程师 Barley Li</em></p>
<p>电容的品质（Q）因子是一个无单位值，它等于电容的电抗除以电容的等效串联电阻（ESR）。由于电抗和ESR均随频率的变化而变化，因此电容的Q值也会随频率发生很大的变化。</p>
<p>大多数应用都不必考虑品质（Q）因子，因此使用普通电容即可。然而，Q因子是频率相关应用（例如RF电路）中最重要的电容参数之一。通常用于高频应用的大多数高Q电容都具有较低ESR值和较低损耗的特点。</p>
<p><strong>基础知识</strong><br />
1、功率/电平（dBm）：放大器的输出能力，一般单位为w、mw、dBm</p>
<p>注：dBm是取1mw作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。换算公式：</p>
<p>电平（dBm）=10lgw</p>
<p>5W → 10lg5000=37dBm</p>
<p>10W → 10lg10000=40dBm</p>
<p>20W → 10lg20000=43dBm</p>
<p>GND，指的是电线接地端的简写。代表地线或0线。</p>
<p>电路图上和电路板上的GND（Ground）代表地线或0线。GND就是公共端的意思，也可以说是地，但这个地并不是真正意义上的地。是出于应用而假设的一个地，对于电源来说，它就是一个电源的负极。它与大地是不同的。有时候需要将它与大地连接，有时候也不需要，视具体情况而定。</p>
<p>设备的信号接地，可能是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接地参考点，它为设备中的所有信号提供了一个公共参考电位。</p>
<p>有单点接地，多点接地，浮地和混合接地。</p>
<p>射频简称 RF 射频就是射频电流，是一种高频交流变化电磁波，为是 Radio Frequency 的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围在 300KHz～300GHz 之间。每秒变化小于 1000 次的交流电称为低频电流，大于 10000 次地称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。高频(大于 10K)；射频（300K-300G）是高频的较高频段；微波频段（300M-300G）又是射频的较高频段。射频技术在无线通信领域中被广泛使用，有线电视系统就是采用射频传输方式。</p>
<p>静电对电子元器件和设备的损伤在冬天是不容忽视的，生产线每年都要加大在防静电措施上的投入，那么我们该如何有效减少和防范静电对电子元器件带来的损伤呢？</p>
<p><strong>一、静电是如何产生的呢？</strong></p>
<p>摩擦：任何两个不同材质的物体接触后摩擦再进行分离，即可产生静电；</p>
<p>感应：对于导电材料而言，由于电子能在导电材料表面自由流动，若将其置于电场中，由于电荷同性相斥，异性相吸，正负电荷发生转移，从而产生静电；</p>
<p>传导：同样对于导电材料，因电子能在它的表面自由流动，若与带电物体进行接触，则发生电荷转移，从而产生静电。</p>
