技术
<p>本文通过几个典型的例子分析了各种干扰产生的途径和原因，介绍了PCB（Printing Circuit Board）设计中的一些特殊规则及抗干扰设计的要求。</p>
<p>在PCB板布线中，电源线和地线的处理是十分重要的，要把电源线和地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。</p>
<p>电源线和地线的布线规则如下：</p>
<p><strong>作者：张玺 </strong></p>
<p><strong> 引言</strong></p>
<p>智能家居的保安肯定是个重要课题，当中的危机不单因为私人家居和人生活都可以在互联网上被黑客入侵，还有能源供应商或其它情报单位；用户也担心攻击者会将他们的照明随意开关，甚至乎会开启他们的门户，让盗贼轻易进入。</p>
<p>保安一直是资讯科技的重要课题，不过，互联网保安及资讯科技所应用的规则和技术，只有部分可被应用于智能家居的环境里，因此值得我们对保安课题作出更全面的检视。</p>
<p><strong>保安及典型攻击的一般介绍</strong></p>
<p>在资讯科技行业，一般保安意指对以下三种可能攻击的保护：</p>
<p>第三方对私人数据的获取</p>
<p>在PCB设计中是使用贴片磁珠还是使用贴片电感主要还在于看应用场景。在谐振电路中需要使用贴片电感。而需要消除不需要的EMI噪声时，使用贴片磁珠是最佳的选择。</p>
<p>1、磁珠的单位是欧姆，而不是亨特，这一点要特别注意。因为磁珠的单位是按照它在某一频率产生的阻抗来标称的，阻抗的单位也是欧姆。磁珠的DATASHEET上一般会提供频率和阻抗的特性曲线图，一般以100MHz为标准，比如1000R100MHz，意思就是在100MHz频率的时候磁珠的阻抗相当于600欧姆。</p>
<p><strong>1、SSD的辅助电源</strong></p>
<p><strong>1.1、背景</strong></p>
<p>在存储市场中，SSD（Solid State Drive）市场从企业用、用户用两个方向进行扩展。因为与HDD（Hard Disc Drive）相比，读/写处理速度非常快，而且由于未伴随着机械工作，所以消耗功率上升。也就是说，通过使用SSD，可以实现高速处理和降低电气成本。</p>
<p>但是，如果在断电以及由于系统操作失误导致关机时，SSD有时会无法切换至待机模式，高速缓存丢失。</p>
<p>一般PCB基本设计流程如下：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>
<p><strong>第一：前期准备</strong></p>
<p>1、这包括准备元件库和原理图。“工欲善其事，必先利其器”，要做出一块好的板子，除了要设计好原理之外，还要画得好。在进行PCB设计之前，首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库（这是第一步-很重要）。元件库可以用Protel自带的库，但一般情况下很难找到合适的，最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。</p>
<p>下一代物联网技术的毋容置疑是低功耗广域网（LPWAN）的天下，NB-IoT与eMTC同属低功耗广域网(LPWAN)技术，两者在技术上互有优劣。NB-IoT的主要优势是成本更低、覆盖更广、小区容量预计也更大，eMTC的主要优势则是速率更高、可移动性更好、可支持语音。两者的共同点和核心可以从LPWAN这个单词即可得出，那就是低功耗，因为以下的LPWAN各类应用场景的功耗要求都非常苛刻。</p>
<p>本文阐述了工艺过程的变化是怎样引起实际阻抗发生变化的，以及怎样用精确的现场解决工具(field solver)来预见这种现象。即使没有工艺的变化，其它因素也会引起实际阻抗很大的不同。在设计高速电路板时，自动化设计工具有时不能发现这种不很明显但却非常重要的问题。然而，只要在设计的早期步骤当中采取一些措施就可以避免这种问题。这种技术称做“防卫设计”(defensive design)。</p>
<p><strong>1. 叠层数问题</strong></p>
<p>在PCB设计 中，可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现PCB的抗ESD设计。在设计过程中，通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。通过调整PCB布局布线，能够很好地防范ESD。 </p>
<p>来自人体、环境甚至电子设备内部的静电对于精密的半导体芯片会造成各种损伤，例如穿透元器件内部薄的绝缘层；损毁MOSFET和CMOS元器件的栅极；CMOS器件中的触发器锁死；短路反偏的PN结；短路正向偏置的PN结；熔化有源器件内部的焊接线或铝线。为了消除静电释放(ESD)对电子设备的干扰和破坏，需要采取多种技术手段进行防范。 </p>
<p>PCB电路板设计是一项关键而又耗时的任务，出现任何问题都需要工程师逐个网络逐个元件地检查整个设计。可以说电路板设计要求的细心程度不亚于芯片设计。如何设计PCB才能减少错误并提高效率呢？</p>
<p>典型的电路板设计流程由以下步骤组成：</p>
<p>自动驾驶一直是被看做高大上的汽车驾驶功能，像这一类自动驾驶的功能，如今是的确存在的。它其实是一种比较高级的主动安全系统。这又到底是个啥玩意呢？今天小编就带大家走进汽车的主动安全系统，解开小伙伴心里的那个结。</p>
<p><strong>啥叫汽车主动安全系统？</strong></p>
<p>所谓主动安全，其实是和被动安全的概念相对应的。被动安全侧重于在遇到事故时尽可能地减少车内乘客受到的伤害，例如安全气囊、笼式车身就是典型的被动安全的范畴。而主动安全就侧重于监测到事故发生或者车辆失控的可能性，从而通过一系列介入车辆操控的手段去避免它。</p>
<p><strong>1、什么是NB-IoT？</strong></p>
<p>窄带物联网（NB-IoT）也被称为LTE Cat NB1也是一种低功耗广域（LPWA，Low Power Wide Area）技术，它已经开发出来，可以使用现有的移动网络将各种设备连接到互联网中。窄带物联网（NB-IoT）已被开发出来以支持实现物联网（IoT）的应用。它是一种低功耗，窄带技术，可以用高效，安全和可靠的方式来处理少量的双向数据传输。</p>
<p>在电子系统设计中，为了少走弯路和节省时间，应充分考虑并满足抗干扰性的要求，避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。形成干扰的基本要素有三个：</p>
<p>（1）干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：du/dt， di/dt大的地方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可 能成为干扰源。</p>
<p>（2）传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。</p>
<p>（3）敏感器件，指容易被干扰的对象。如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC，弱信号放大器等。</p>
<p>1、在直流电源（Vcc）和地之间并接电容的电容可称为滤波电容．滤波电容滤除电源的杂波和交流成分，平滑脉动直流电压，储存电能．取值一般100－4700uF．取值与负载电流和对电源的纯净度有关，容量越大越好。有时在大电容傍边会并有一个容量较小的电容，叫高频去耦电容．也是滤波的一种型式用来滤除电源中的高频杂波以免电路产生自激，稳定电路工作状态．取值一般0．1－10uF．取值与滤除杂波的频率有关。</p>
<p>这样接的作用一般叫“退耦”，也叫“退交连”、“旁路”电容，常按排在电源供给、IC和功能模块电路附近。以无感的瓷片、独石电容为佳。 </p>
<p>作为大功率模块的驱动电源来说，其中的开关电路、放大电路和逆变电路等主电路可能对电磁环境存在干扰。因此在设计驱动模块时，必须考虑电磁兼容性问题，避免驱动单元对外界的干扰。</p>
<p><strong>1、电磁兼容基本原理</strong></p>
<p>电磁兼容性指电器及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，均能正常工作互不干扰，达到兼容状态。</p>
<p> 通信开关电源的主要部件是高频开关整流器，它是伴随功率电子学理论和技术及功率电子器件的发展而逐渐发展成熟的。采用软开关技术的整流器，功耗变得更小，温度更低，体积和重量都有大幅度下降，整体质量和可靠性不断提高。但是每当环境温度升高10℃时，主要功率元件的寿命减少50％。出现这样寿命迅速下降的原因都是由于温度的变化。由各种微观和宏观机械应力集中所导致的疲劳失效，铁磁性材料及其他零部件运行时在交变应力持续作用下，将萌生多种类型的微观内部缺陷。因此保证设备的有效散热，是保证设备可靠性和寿命的必要条件。</p>
<p><strong> 1、 工作温度与功率电子组件的可靠性和寿命的关系。</strong></p>
<p>来自人体、环境甚至电子设备内部的静电对于精密的半导体芯片会造成各种损伤，例如穿透元器件内部薄的绝缘层；损毁MOSFET和CMOS元器件的栅极；CMOS器件中的触发器锁死；短路反偏的PN结；短路正向偏置的PN结；熔化有源器件内部的焊接线或铝线。为了消除静电释放(ESD)对电子设备的干扰和破坏，需要采取多种技术手段进行防范。</p>
<p>在PCB板设计时，可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现PCB的抗ESD设计。在设计过程中，通过预测可以将绝大多数设计修改仅限于增减元器件。通过调整PCB布局布线，能够很好地防范ESD。以下是一些常见的防范措施。</p>
<p>许多资深工程师，常常走着基础而又错误的设计之路。这就是EMC（电磁兼容性）设计的高频思维。</p>
<p>EMC（电磁兼容性）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，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：电容，在中低频或直流情况下，就是一个储能组件，只表现为一个电容的特性；在高频情况下，它就不仅仅是个电容了，它有一个理想电容的特性，有漏电流(在高频等效电路上表现为R)，有引线电感，还在导致电压脉冲波动情况下发热的ESR(等效串联电阻)，(如下图示)。</p>
