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硬件工程师到底需要知道什么,这五大方面不可不知

派旗纳米 浏览次数:1210 分类:行业资讯

时光如梭,离俺最开始画第一块电源电路已经有3年。刚开始触碰线路板的情况下,与大伙儿一样,俺充满了疑虑与此同时又带上些激动。

在网络上很多有关硬件配置电源电路的工作经验、专业知识令人应接不暇。像信号完整性、EMI、PS设计方案准会将你搞晕。

不要着急,一切要慢慢的来。一个电子工程师究竟必须干什么,看完这篇文章,相信你就明白了。

实际上搞硬件配置关键反映在这里几层面,自然这也是俺的汇总,供各位参照:

1)整体构思。设计方案硬件配置电源电路,大的架构和构架要弄清楚,但要实现这一点还真的不容易。有一些大架构或许自身的老总、教师早已想好,自身就是把构思实际完成;但也有一些要自身设计方案架构的,那就要搞清晰要完成哪些作用,随后找找有无能完成一样或类似作用的参照线路板。

2)了解电源电路。假如你找到的参照设计方案,那麼祝贺你了,你能节省许多時间了(包含早期设计方案和中后期调节)。立刻就copy?NO,或是先看懂了解了再讲,一方面能增强大家的电源电路逻辑思维能力,并且能防止设计方案中的不正确。

3)沒有寻找参照设计方案?没事儿。先明确大IC芯片,找datasheet,看其重要主要参数是不是合乎自身的规定,什么才算是自身必须的重要主要参数,及其能不能看懂这种重要主要参数,全是电子工程师的水平的反映,这也要长期性地渐渐地累积。这期内,要擅于提出问题,由于自身不明白的物品,他人通常一句话就能点多醒你,尤其是硬件开发。

4)硬件配置电路原理主要是三个一部分,电路原理图、pcb原材料明细(BOM)表。电路原理图设计方案是将之前的构思转换为电路设计图。

pcb牵涉到具体的线路板,它依据电路原理图转换过来的网表(网表是沟通交流电路原理图和pcb中间的公路桥梁),而将实际的电子器件的封装形式置放在电路板上,随后依据走线联接其电子信号。完成了pcb合理布局走线后,要使用什么电子器件应当有一定的梳理,因此大家将使用BOM表。

5)用哪种专用工具?Protel,也就是altium非常容易入门,在中国也较为受欢迎,应付一般的工作中早已充足,合适初新手入门的设计师应用。

填补一下,实际上不管用简洁明了的protel或是更复杂的cadence专用工具,硬件开发大阶段是一样的(protel上的实际操作相近windwos,是post-command型的;而cadence的商品concept & allegro 是pre-command型的,用惯了protel,突然转向cadence的专用工具,会不习惯就是这个缘故)。

设计方案大阶段都需要有:

1)电路原理图设计方案。

2)pcb设计方案

3)制做BOM表。

如今简略谈一下设计流程(流程):

1)基本原理图片库创建。要将一个新元器件摆在电路原理图上,大家一定得创建改元器件的库。应弄清楚ic body,ic pins,input pin,output pin, analog pin, digital pin, power pin等差别。

2)拥有充分的库以后,就可以在工作原理上绘图了,依照datasheet和系统开发的规定,根据wire把有关元器件相互连接。

3)做完这一步,大家就可以转化成netlist了,这一netlist是电路原理图与pcb中间的公路桥梁。

4)获得netlist,立刻画pcb?不要着急,先做ERC先。ERC是电气设备标准查验的简称。它能对一些电路原理图基本上的设置不正确开展清查,如好几个output接在一起等问题。

5)从netlist获得了pcb,一堆密麻麻的元器件,和数不胜数的走线是否使你吓了一跳?呵呵呵,不要着急还得慢慢的来。

6)明确厢式压滤机尺寸。在keepout区(或mechanic区)画上厢式压滤机,这将限定了你走线的地区。必须依据要求好考虑到板长,板宽(有时候,还得考虑到板厚)。

明确完厢式压滤机以后,就该元器件合理布局(放置)了,合理布局这步极其重要。它通常决策了中后期走线的难度系数。什么电子器件该摆正脸,什么元器件该摆反面,都需要有一定的考虑。

可是那些全是一个智者见智,仁者见仁的问题;从差异视角考虑到摆货部位都能够不一样。实际上我画了电路原理图,搞清楚全部元器件作用,当然对元器件放置有清晰的了解(假如让一个并不是画电路原理图的人来放置元器件,其結果通常会使你大吃一惊^_^)。针对初新手入门的,留意仿真模拟元器件,数据元器件的防护,及其机械设备定位的放置,与此同时留意开关电源的拓扑图就可以了。

下面便是走线。这与合理布局通常是互动交流的。有工作经验的人通常在逐渐就能看得出哪些方面能走线取得成功。用DRC检查检查先,这也是一定要查验的。DRC针对走线进行普及率及其标准违背的位置都是会有一定的标明,依照这一再一一的清查,调整。

结出来,要安装pcb,提前准备bom表吧,一般能立即从电路原理图中导出来。可是需要留意的是,电路原理图中什么一部分元器件该上,什么一部分元器件不应该上,要保证心理状态了解。针对小批量生产或科学研究板来讲,用excel自身管理方法倒也便捷。

而针对初学者来讲,第一个版本号,不建议立即交到装配工厂或电焊焊接加工厂将bom的料所有焊住,那样不有利于清查问题。最好是的办法便是,依据bom表自身准备好元器件。直到板来啦以后,一步步上元器件、调节。

谈一谈调节

1)取得板第一步干什么,不必匆匆忙忙配电看作用,硬件配置调节不太可能一步调节进行的。先拿数字万用表看一下重要互联网是不是有异常,主要是看开关电源与地中间有无短路故障(虽然生产厂商早已帮你做了检测,这一步或是要自已亲自看一下,有时觉得一些流程挺繁杂,可是可以节省你后边许多時间!),实际上短路故障是否不仅pcb相关,在生产制造制造的任意一个阶段很有可能造成这个问题,IO短路故障一般不容易导致毁灭性的不良影响,可是电源短路就。

2)开关电源互联网没短路故障?这么好,那么就看一下开关电源导出是不是你梦想的值,针对新手,调节的情况下最好是IC一件件集成ic上,第一个要上的便是电源管理芯片。

3)开关电源互联网短路故障了?这一非常不便,但是要细心看一下自身电路原理图是不是有可能那样的状况,与此同时融合割线的方式一步步清查到底是什么地方短路故障了,是pcb的问题(一般很烂的pcb厂就有可能发生这样的事情),或是安装的问题,或是自身制定的问题。有关查验短路故障也有一些方法,这在将来登出。

4)电源管理芯片沒有导出?检查检查你的电源管理芯片键入是不是一切正常吧,还要查验的地儿有也就能数据信号,分压电阻器,意见反馈互联网。

5) 电源管理芯片导出值没有意料范畴?假如超出很吓人,例如到了10%,那麼看一下分压电阻先,这两个分压电阻一般得用1%的精密度,这一你保证了沒有,与此同时看一下意见反馈互联网吧,这也会影响到你的导出开关电源的范畴。

6)开关电源导出一切正常了,别开心,如果有前提得话,拿数字示波器瞧瞧吧,看一下开关电源的导出振荡是不是一切正常。也就是爬取开电的一瞬间,看一下开关电源从无到有的状况(对于为何要看见个,哈哈哈。。.专业人员或是需看的~)

此外,提示大伙儿的是,快速看的是数据信号沿,并不是钟表工作频率。

1) 一般而言,时钟频率高的,其数据信号上升沿快,因而一般大家把他们当做快速数据信号;但相反不一定创立,时钟频率低的,假如数据信号上升沿仍然快的,一样要把它当做快速数据信号来解决。

依据信号理论,数据信号上升沿包括了高频率信息内容(用傅里叶变换,可以找到定量分析关系式),因而,一旦数据信号上升沿很陡,大家应当按快速数据信号来解决,设计方案不太好,很可能发生上升沿过度迟缓,有冲,下冲,振铃的状况。例如,I2C数据信号,在超迅速方式下,时钟频率为1MHz,可是其标准规定增益值或上升幅度不超过120ns!的确有很多板I2C就过不上关!

2)因而,大家更应当关心的是信号带宽。依据经验公式定律,网络带宽与增益值(10%~90%)的关联

以上是俺的一些心得分享,期待对大伙儿有一些协助。

 

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