技术
<p>LoraWAN是Semtech公司主导推进的低功耗广域网LPWAN技术。由于采用了基于CSS（ChirpSpread Spectrum）的无线调制/解调技术，接收灵敏度达到，在低于1GHz的ISM频段，其传输距离达到了十几公里，非常适合抄表等低速的无线应用。</p>
<p> 随着电子技术的迅速发展，现代的电子设备已广泛地应用于人类生活的各个领域。当前，电子设备已处于飞速发展的时期，并且这个发展过程仍以日益增长的速度持续着。电子设备的广泛应用和发展，必然导致它们在其周围空间产生的电磁场电平的不断增加。也就是说，电子设备不可避免地在电磁环境（EME）中工作。因此，必须解决电子设备在电磁环境中的适应能力。电磁兼容性（EMC）是一门关于抗电磁干扰（EMI）影响的科学。</p>
<p><strong>电磁干扰源的分类</strong></p>
<p><strong>一、概述</strong></p>
<p>直流变换器按输入与输出是否有电气隔离可分为两类：没有电气隔离的称为非隔离的直流变换器，有电气隔离的称为隔离的直流变换器。</p>
<p>基本的非隔离开关电源拓扑主要有六种，即降压变换器(buck)，升压变换器(boost)，升降压变换器(buck-boost)，Cuk变换器，Zeta变换器和Sepic变换器等。在这六种变换器中，降压式变换器和升压式变换器是最基础的，另外四种是从中派生而来。</p>
<p><strong>作者：徐乐凡 徐超龙，西安电子科技大学 </strong></p>
<p>本文提出了一种结构紧凑的可穿戴天线并加载模拟人体进行仿真。天线结构为印制在FR4介质基板上的正弦形对称振子，通过梯形渐变线巴伦平衡馈电，天线尺寸为0.4λ×0.096λ×0.008λ（λ为谐振频率对应波长）。在CST软件中对天线建模，仿真结果表明天线在2.28GHz-2.57GHz频带范围内，电压驻波比（VSWR）小于2，最大增益大于2.3dBi。模拟人体结构包括皮肤，脂肪，肌肉三层结构，加载模拟人体后天线谐振频率变化小，方向图稳定，2.4GHz工作频率下最大增益大于5.8dBi。天线结构简单，实用性好，适用于蓝牙、WIFI等以人体为中心的短距离无线通信。</p>
<p>地线也是有阻抗的，电流流过地线时，会产生电压，此为噪声电压，而噪声电压则是影响系统稳定的干扰源之一，不可取。所以，要降低地线噪声的前提是降低地线的阻抗。</p>
<p>众所周知，地线是电流返回源的通路。随着大规模集成电路和高频电路的广泛应用，低阻抗的地线设计在电路中显得尤为重要。这里就简单列举几种常用的接地方法：</p>
<p>1、单点接地，顾名思义，就是把电路中所有回路都接到一个单一的，相同的参考电位点上。如下图所示。</p>
<p><strong>1、如何选择PCB 板材？</strong></p>
<p>选择PCB 板材必须在满足设计需求和可量产性及成本中间取得平衡点。设计需求包含电气和机构这两部分。通常在设计非常高速的 PCB 板子(大于 GHz 的频率)时这材质问题会比较重要。例如，现在常用的 FR-4 材质，在几个GHz 的频率时的介质损耗(dielectric loss)会对信号衰减有很大的影响，可能就不合用。就电气而言，要注意介电常数(dielectric constant)和介质损在所设计的频率是否合用。</p>
<p><strong>2、如何避免高频干扰？</strong></p>
<p>在PCB设计中，如果数字逻辑电路的频率达到或者超过45MHZ~50MHZ，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量(比如说1/3)，通常就称为高频电路。高频电路设计是一个非常复杂的设计过程，其布线对整个设计至关重要!</p>
<p><strong>【第一招】多层板布线</strong></p>
<p>旋转位置传感器是位置传感器的一种，特点在于旋转角度可以通过输出电压来读取。原理是根据随旋转而变的阻抗，变化输出电压，检测出电压便能轻松得到旋转角度。因为它被用作高寿命传感器，不像微调电位器，它具有高旋转寿命特性。</p>
<p><strong>原理：</strong></p>
<p>接触式旋转角度传感器。</p>
<p>通过分压的方式，输出与旋转角度同比的电压。</p>
<p>根据随旋转而变的阻抗，变化输出电压，检测出电压便能轻松得到旋转角度。</p>
<p><strong>输出电压 </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><strong>1.滤波</strong></p>
<p>利用电容对直流电表现出的阻抗极大，相当于不通。对交流电，频率越高阻抗越小的特点，把混杂在直流电里的交流成分过滤出来，所以叫“滤波”</p>
<p>以1uF为分界（超过1uF电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大），大电容通低频，小电容通高频 ，常将一个电容量较大电解电容并联了一个小电容</p>
<p>电路实例:</p>
<p> 随着采用大型BGA封装的可编程器件的应用不断普及，以及高密度互连(HDI)、时序关键的差分对信令的广泛应用，现在再采用这样一种相互隔离的PCB设计方式将带来灾难性后果,而并行开发流程允许多个开发过程同步进行，有助于确保设计成功，避免延误、额外开销以及返工。本文总结了并行PCB设计各个阶段的关键准则。<br />
<br />
PCB设计的第一步是在概念阶段。这时，电路设计工程师应该与PCB设计工程师一起进行技术评估。这个评估应考虑这么一些问题：<br />
<br />
<p>或许没有绝对完美的电路，就如同没有绝对完美的人。可是我还是可以把一个好的电路和一个好男人找到诸多相似之处：</p>
<p>好的电路与好男人的10大共性：</p>
<p>1、好的电路具有优秀的工作表现，经得起实际验证 ——好男人也许不善表达，但却能给你满意的成绩和表现；</p>
<p>2、好的电路有很好的稳定性，能够在恶劣的条件下正常工作——好男人在艰苦的环境下仍不忘奋斗和理想；</p>
<p>3、好的电路都有很好的噪声抑制功能，能够屏蔽不必要的干扰——好男人经得起现实中不利的议论还能经得起各种诱惑；</p>
<p>电子设备的灵敏度越来越高，这要求设备的抗干扰能力也越来越强，因此PCB设计也变得更加困难，如何提高PCB的抗干扰能力成为众多工程师们关注的重点问题之一。本文将介绍PCB设计中降低噪声与电磁干扰的一些小窍门。</p>
<p>下面是经过多年设计总结出来的，在PCB设计中降低噪声与电磁干扰的24个窍门：</p>
<p>(1) 能用低速芯片就不用高速的，高速芯片用在关键地方。</p>
<p>(2) 可用串一个电阻的办法，降低控制电路上下沿跳变速率。</p>
<p>(3) 尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。</p>
<p>(4) 使用满足系统要求的最低频率时钟。</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>电阻，因为物质对电流产生的阻碍作用，所以称其该作用下的电阻物质。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。没有电阻或电阻很小的物质称其为电导体，简称导体。不能形成电流传输的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。</p>
<p>无线通信技术，本质上是利用无线传输介质实现终端之间的互联互通，这种无线介质可以是电磁波，也可以是光波，实际上根据量子力学的理论，光波也是一种电磁波，它们的区别是波长不同。 </p>
<p>有了传输介质，下一步的工作就是编码，也就是说怎样调制电磁波信号来表示我们要传输的信息。根据电磁波的特性，可以通过调制电磁波的幅度、频率、相位等来表示信息，也就是我们常见的调幅、调频、调相。 </p>
<p>在各种过去和现在常用的电源中，开关电源是很普及的，一般可以满足任何设计要求。这种电源很经济，但在工业设计中也存在一些问题。这就是很多开关电源(特别是大功率开关电源)，都存在一个固有的缺点：在加电瞬间要汲取一个较大的电流。这个浪涌电流可能达到电源静态工作电流的1O倍～100倍。由此，至少有可能产生两个方面的问题：</p>
<p>第一，如果直流电源不能供给足够的启动电流，开关电源可能进入一种锁定状态而无法启动;</p>
<p>第二，这种浪涌电流可能造成输入电源电压的降低，足以引起使用同一输入电源的其它动力设备瞬间掉电。</p>
<p>输入电阻是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标。输入电阻越大，表明放大器从信号源取的电流越小，放大器输入端得到的信号电压也越大，即信号源电压衰减的少。理论基础：Us=（Rs+Ri）*I。Rs为信号源内阻，Ri为放大器输入电阻。因此作为测量信号电压的示波器、电压表等仪器的放大电路应当具有较大的输入电阻。如果想从信号源取得较大的电流，则应该使放大器具有较小的输入电阻。</p>
<p>通常PCB设计时，需要在电源附近加一些滤波电容，我经常看到会加一系列大小的电容值，比如：2200pF,0.01uF,0.1uF,4.7uF，为什么要加这么多电容？</p>
<p><strong>小电容滤高频，大电容滤低频</strong></p>
<p> 开关电源的特征就是产生强电磁噪声，若不加严格控制，将产生极大的干扰。下面介绍的技术有助于降低开关电源噪声，能用于高灵敏度的模拟电路。 </p>
<p><strong>1、电路和器件的选择 </strong><br />
一个关键点是保持dv/dt和di/dt在较低水平，有许多电路通过减小dv/dt和/或di/dt来减小辐射，这也减轻了对开关管的压力，这些电路包括ZVS（零电压开关）、ZCS（零电流开关）、共振模式。（ZCS的一种）、SEPIC（单端初级电感转换器）、CK（一套磁结构，以其发明者命名）等。</p>
