技术
<p>高频电路说白了就是无线电电路，但是不涉及微波电路（微波用于处理一千兆赫兹以上电路，要从物理学的电磁场入手，跟我们常见的电路很不一样），用于无线电波发射、接收、调制、解调、放大等等。</p>
<p>数字电路处理数字信号，数字信号只有高低两种信号（比如，CMOS工艺的数字电路工作范围0-3.3伏，0-0.8伏认为是低电平，2.4-3.3伏认为是高电平，其他电压认为是无效，将所有电信号分成高低电平组成的序列），适于高速处理、高精度处理、和计算机接口，直接用计算机处理。</p>
<p>模拟电路不将电平区分，所有连续信号一起处理（自然界的宏观物理量都是连续的），用于电源、放大、滤波等等。</p>
<p>在任何开关电源设计中，PCB板的物理设计都是最后一个环节，如果设计方法不当，PCB可能会辐射过多的电磁干扰，造成电源工作不稳定，以下针对各个步骤中所需注意的事项进行分析：</p>
<p>一、从原理图到PCB的设计流程建立元件参数->输入原理网表->设计参数设置->手工布局->手工布线->验证设计->复查->CAM输出。</p>
<p>电子设备及仪器使用的电子元器件,一般需要在长时间连续通电的情况下工作,并且受到环境条件(温度和湿度等)的变化和各种其它因素的影响,（如是在煤矿井下恶劣的条件下工作）因此要求它必须具有高的可靠性和稳定性。 保证电子器件的质量和焊接质量,是整机生产中的两个关键环节。</p>
<p>为了保证整机使用的电子器件的质量,必须在装配前对它们进行严格的检验和老化筛选。一般电子器件在出厂前已进行,叫做”出厂老化”。但由于每个使用行业的特殊要求,像军工和煤矿这样的企业,所以在使用前必须对器件进行进一步的老化筛选。</p>
<p>1、元器件失效的普遍规律和相应对策</p>
<p>PCB 设计中有一条很重要的规则是信号层要参考完整的地层或电源层，这样是为了保证信号有一个小的低阻抗回路，减小信号对外干扰。但是，很多情况下参考平面会有分割，如下所述：</p>
<p><strong>一、 参考的电源平面是分割的。</strong></p>
<p>对于此种情形，信号的回流主要靠电源与地之间的分布电容作为回路，这样回路阻抗会很大。要减小信号回流阻抗，有两种方案：</p>
<p>方案一：通过在分割区域两边的电源与地之间增加电容来提供回路。</p>
<p>方案二：通过在两个电源平面之间跨接电容来提供回路。</p>
<p>LED开关电源的研发速度在最近几年中有了明显的技术飞跃，新产品更新换代的速度也加快了许多。作为最后一个设计环节，PCB的设计也显得尤为重要，因为一旦在这一环节出现问题，那么很可能会对整个的LED开关电源系统产生较多的电磁干扰，对于电源工作的稳定性和安全性也都会造成不利影响。那么，PCB的设计怎样做才是正确的呢？</p>
<p>通过最近几年中LED电源的元器件布局研究和市场实践结果证明，即使在研发初期所设计的电路原理图是非常正确，然而一旦PCB的设计出现问题，也会对电子设备的可靠性产生不利影响，例如由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，就会使产品的性能下降，因此在设计PCB板的时候，就需要采用正确的方法。</p>
<p><strong>什么是DC/DC?</strong></p>
<p>DC/DC，DC to DC，直流电转成直流电。</p>
<p>物联网类产品，供电通常是4.2V的锂电池、5V的直流适配器、3.6V的一次性电池等。</p>
<p>而用电的芯片，往往是小于3.3V供电的，高主频的处理器内核电压只有1V多，显示屏背光电压有20多V。一般都不能直接使用供电电压。</p>
<p>DC-DC主要用于不同电压之间的转换。(LDO也可以实现降压转换。)</p>
<p>设计高速系统并不仅仅需要高速元件，更需要天才和仔细的设计方案。设备模拟方面的重要性与数字方面是一样的。在高速系统中，噪声问题是一个最基本的考虑。高频会产生辐射进而产生干扰。边缘极值的速度可以产生振铃，反射以及串扰。如果不加抑制的话，这些噪声会严重损害系统的性能。</p>
<p><strong>一、实现PCB高效自动布线的设计技巧和要点</strong></p>
<p><strong>参数设置</strong></p>
<p> 相邻导线间距必须能满足电气安全要求，而且为了便于操作和生产，间距也应尽量宽些。最小间距至少要能适合承受的电压，在布线密度较低时，信号线的间距可适当地加大，对高、低电平悬殊的信号线应尽可能地短且加大间距，一般情况下将走线间距设为焊盘内孔边缘到印制板边的距离要大于1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。当与焊盘连接的走线较细时，要将焊盘与走线之间的连接设计成水滴状，这样的好处是焊盘不容易起皮，而是走线与焊盘不易断开。</p>
<p><strong>元器件布局</strong></p>
<p>整流桥分为半桥和全桥，半桥是将两个二极管按一定的连接方式连在一起组成桥式电路，而全桥是将四个二极管按一定的连接方式连在一起组成桥式电路，它的作用是把交流电转换成单向的直流电。选择整流桥要考虑整流电流、反向峰值电压Urm、导通时间、正向压降Uf、等因素。</p>
<p>一般整流全桥的正向电流有0.5A、1A、1.5A等规格，大一点甚至有50A的都有，而耐压值在25V到1000V不等、甚至更高。</p>
<p>电磁兼容性设计与具体电路有着密切的关系，为了进行电磁兼容性设计，设计者需要将辐射（从产品中泄漏的射频能量）减到最小，并增强其对辐射（进入产品中的能量）的易感性和抗干扰能力。而对于低频时常见的传导耦合，高频时常见的辐射耦合，切断其耦合途径是在设计时务必应该给予充分重视的。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>PCB的设计原则</strong><br />
由于电路板集成度和信号频率随着电子技术的发展越来越高，不可避免的要带来电磁干扰，所以在设计PCB时应遵循以下原则，使电路板的电磁干扰控制在一定的范围内，达到设计要求和标准，提高电路的整体性能。</p>
<p><strong>1．地线的定义</strong></p>
<p>什么是地线？大家在教科书上学的地线定义是：地线是作为电路电位基准点的等电位体。这个定义是不符合实际情况的。实际地线上的电位并不是恒定的。如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位，会发现地线上各点的电位可能相差很大。正是这些电位差才造成了电路工作的异常。电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。一个更加符合实际的定义是：信号流回源的低阻抗路径。这个定义中突出了地线中电流的流动。按照这个定义，很容易理解地线中电位差的产生原因。因为地线的阻抗总不会是零，当一个电流通过有限阻抗时，就会产生电压降。因此，我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样，此起彼伏。</p>
<p>电感是用绝缘导线（如漆包线）绕制而成的电磁感应元件，是电子电路中常用的元器件之一。电感是闭合回路的一种属性。当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利（H）”。它在电路中用字母“L”表示，主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。</p>
<p><strong>如何为开关电源电路选择合适的元器件和参数?</strong></p>
<p>很多未使用过开关电源设计的工程师会对它产生一定的畏惧心理，比如担心开关电源的干扰问题，PCB layout问题，元器件的参数和类型选择问题等。其实只要了解了，使用开关电源设计还是非常方便的。</p>
<p>一个开关电源一般包含有开关电源控制器和输出两部分，有些控制器会将MOSFET集成到芯片中去，这样使用就更简单了，也简化了PCB设计，但是设计的灵活性就减少了一些。</p>
<p>在含有电阻、电感和电容的交流电路中，电路两端电压与其电流一般是不同相的，若调节电路参数或电源频率使电流与电源电压同相，电路呈电阻性，称这时电路的工作状态为谐振。</p>
<p>谐振现象是正弦交流电路的一种特定现象，它在电子和通讯工程中得到广泛应用，但在电力系统中，发生谐振有可能破坏系统的正常工作。</p>
<p>谐振一般分串联谐振和并联谐振。顾名思义，串联谐振就是在串联电路中发生的谐振。并联谐振就是在并联电路中发生的谐振。</p>
<p><strong>串联谐振</strong></p>
<p><strong>简介</strong></p>
<p>PCB板的设计中 ,随着频率的迅速提高 ,将出现与低频 PCB板设计所不同的诸多干扰 ,并且 ,随着频率的提高和 PCB板的小型化和低成本化之间的矛盾日益突出 ,这些干扰越来越多也越来越复杂。在实际的研究中 ,我们归纳起来 ,主要有四方面的干扰存在,主要有电源噪声、传输线干扰、耦合、电磁干扰（EMI）四个方面。通过分析高频PCB的各种干扰问题，结合工作中实践，提出了有效的解决方案。</p>
<p><strong>1、电源噪声</strong></p>
<p>尽管目前半导体集成度越来越高，许多应用也都有随时可用的片上系统，同时许多功能强大且开箱即用的开发板也越来越可轻松获取，但许多使用案例中电子产品的应用仍然需要使用定制PCB。在一次性开发当中，即使一个普通的PCB都能发挥非常重要的作用。PCB是进行设计的物理平台，也是用于原始组件进行电子系统设计的最灵活部件。本文将介绍几种PCB设计黄金法则，这些法则自25年前商用PCB设计诞生以来，大多没有任何改变，且广泛适用于各种PCB设计项目，无论是对年轻的电子设计工程师还是更为成熟的电路板制造商，都具有极大的指导性作用。</p>
<p> 形成电磁干扰的三要素是干扰源、传播途径和受扰设备。因而,抑制电磁干扰也应该从这三方面着手。首先应该抑制干扰源,直接消除干扰原因;其次是消除干扰源和受扰设备之间的耦合和辐射,切断电磁干扰的传播途径（见图2）;第三是提高受扰设备的抗扰能力,减低其对噪声的敏感度。目前抑制干扰的几种措施基本上都是用切断电磁干扰源和受扰设备之间的耦合通道，它们确是行之有效的办法。常用的方法是屏蔽、接地和滤波。</p>
<p> 千万不要误以为本人已沦为标题党，靠着“精髓”二字赚取眼球。乃是真的发现诸多资深工程师，亦常常走着基础而又错误的设计之路。这就是电磁兼容设计的高频思维。</p>
<p> 电磁兼容的问题常发生于高频状态下，个别问题（电压跌落与瞬时中断等）除外。高频思维，总而言之，就是器件的特性、电路的特性，在高频情况下和常规中低频状态下是不一样的，如果仍然按照普通的控制思维来判断分析，则会走入设计的误区。比如：</p>
