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電子產(chǎn)品穩定性的重要性我們已經(jīng)有深刻的認識，我們當然不希望買(mǎi)到一款每天需要校正的智能手環(huán)，也不希望買(mǎi)到一款容易死機的電子產(chǎn)品，一旦這種情況發(fā)生在我們購買(mǎi)的電子產(chǎn)品中，那么，這款電子產(chǎn)品的命運可能將要到末日，你手中的產(chǎn)品恐怕要在抽屜角落吃灰或者淪為失去使用意義的孩子手中的玩具。 電子產(chǎn)品會(huì )產(chǎn)生異常受很多因素的影響，比如ESD，EMI或者原理設計缺陷等。那么如何設計出一款性能穩定的電子產(chǎn)品，需要注意一下幾個(gè)方面。 第一、消除原理設計性缺陷 這部分非常重要，特別是在外部接口電路需要低功耗設計的時(shí)候，就應該更加注意，比如一個(gè)按鍵，在平時(shí)設計的時(shí)候，通常設計為上拉至VDD，但是在低功耗設計時(shí)，需要將其接GND，當有動(dòng)作時(shí)上拉至VDD。 除了要針對產(chǎn)品特性設計原理圖之外，還要助于元件的選擇。比如封裝，功耗，工作環(huán)境等都是需要考慮的。 第二、 合理布局 這部分就是一個(gè)技術(shù)或者說(shuō)是一個(gè)藝術(shù)問(wèn)題了。合理的布局要求合理安排系統設備內各個(gè)單元之間的連接，位置和如何走線(xiàn)。需要注意的地方是高速低俗分開(kāi)，模擬數字分開(kāi)，干擾產(chǎn)生源遠離核心元件。注意高頻連線(xiàn)盡量短，接地電阻盡量小，相信這對于EE來(lái)說(shuō)，是一卷讀不完的書(shū)。這讓我想起一句話(huà)：一個(gè)性能優(yōu)良的PCB板子是一個(gè)好產(chǎn)品，其布局更是一件藝術(shù)品。 第三、 做好屏蔽 平時(shí)設計的低俗PCB不需要做任何屏蔽系統也能正常運轉。但是你拆開(kāi)看看手機，手持機或者其他通訊器材，發(fā)現關(guān)鍵的射頻電路經(jīng)常隱藏在法拉第電籠下面，這就是屏蔽的一種方法。 屏蔽作為抑制輻射干擾的有效辦法，經(jīng)常用在EMI嚴重的重災區，但是并不是只要采用屏蔽就能很好的解決EMI問(wèn)題，伴隨的就是接地問(wèn)題，只有將屏蔽和接地共同使用才能發(fā)揮屏蔽的最大作用。如果沒(méi)有接地，那么這個(gè)電籠或者成為搜集能量的平板天線(xiàn)而發(fā)射出能量更加巨大的EMI。 屏蔽有電屏蔽、磁屏蔽和電磁屏蔽。不同的屏蔽技術(shù)采用不同的屏蔽設計方法： 電屏蔽通常選擇銅鋁合金作為屏蔽材料，在高頻屏蔽時(shí)需要在屏蔽罩表面鍍銀。對于其形狀，一般選擇盒子狀來(lái)獲得好的屏蔽性能。屏蔽罩上盡量不開(kāi)孔，避免電場(chǎng)能量泄露。如果由于某種原因(散熱)而不得不開(kāi)孔時(shí)，那么開(kāi)孔的數量盡量少并且開(kāi)孔面積盡量少。 學(xué)過(guò)電磁場(chǎng)課程的都知道，在低頻磁場(chǎng)中，渦流的屏蔽作用很小，通常需要高磁導率材料進(jìn)行屏蔽。屏蔽殼越厚，磁導率越高那么磁屏蔽效果越好。磁屏蔽采用鋼板做屏蔽罩，必要時(shí)可采用雙層屏蔽。 對于電磁屏蔽可以和電屏蔽采用相同的方法，并依據實(shí)際情況選擇合適的導電襯墊，梳形簧片、屏蔽顯示窗等方法實(shí)現電磁密封。 對于屏蔽來(lái)說(shuō)，通常有以下步驟： 第四、做好隔離 對于普通的IO接口，如果需要檢測外部電壓或者開(kāi)關(guān)狀態(tài)，可直接連接，但是，為了預防因過(guò)流或過(guò)壓需要對IO口進(jìn)行保護，這時(shí)可采用IO口隔離的方法，晶體管和光耦的采用不失為一種好方法，另外還有變壓器隔離、元件隔離等方法。 第五、良好接地 關(guān)于接地技術(shù)，前面的小文中已經(jīng)有很詳盡的描述，詳見(jiàn)：電子設計不得不說(shuō)的接地技術(shù) 以上內容是在設計電路和調試電路中的經(jīng)驗總結，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展相信有更多的方法用于PCB的設計，這也記錄著(zhù)每一位EE的成長(cháng)過(guò)程。 |
