技术

PCB高速信号电路设计的三大布线技巧详解

PCB板的设计是电子工程师的必修课，而想要设计出一块完美的PCB板也并不是看上去的那么容易。一块完美的PCB板不仅需要做到元件选择和设置合理，还需要具备良好的信号传导性能。本文将会就PCB高速信号电路设计中的布线技巧知识，展开详细介绍和分享，希望能够对大家的工作有所帮助。

一、合理使用多层板进行PCB布线

电源电路中三大“无源金刚”的选型指南

前段时间，有位同学向我们求助：设计的一个电源板，电路在正常工作一段时间后，却毫无原因的烧了。

这位同学绞尽脑汁从各个角度查找问题，也没有解决。最后，在我们提示下，他找到了原因——一个小小的电阻导致了“悲剧”。

在一个电源设计中，电源管理IC当然是核心，但是能够让电源正常工作的匹配基础器件也是非常重要，比如在系统中的，电阻、电容、电感。

在ADI的电源产品中，比如具有直通功能的100V VIN和VOUT同步4开关降压/升压DC/DC控制器 LT8210的典型电路如下图。

原创深度：谈一谈什么是开关电源

作者：马玺

所有的电子设备都需要用电，电源系统负责对整个电路进行供电，其重要性不言而喻。在一般系统中，电力来源都是电网供应的市电，也就是50Hz 220V的交流电。显然，市电无法直接对电池进行充电，也不能直接供给电子设备的各个用电系统。我们需要对其进行电压转换，使其输出直流5V、12V和24V等常用电压，以满足相应系统的用电需求。图1表示的就是市电转换到所需要的直流电的电路结构。

干货 | 三极管和场效应管到底怎么选？

随着电子设备升级换代的速度，大家对于电子设备性能的标准也愈来愈高，在某些电子设备的电路设计与研发中，不仅是开关电源电路中，也有在携带式电子设备的电路中都是会运用到性能更好的电子元器件 —— 场效应晶体管。

因此正确挑选场效应晶体管是硬件工程师常常碰到的难点之一，也是极其重要的一个环节，场效应晶体管的挑选，有可能直接影响到一整块集成运放的速率和制造费，挑选场效应晶体管，可以从下列六大技巧下手。

1、沟道类型

原创深度：以太网浪涌防护应用方案

过去，要求工程师把所有的设备都与网络连接起来。但是，以太网的协议选择多种多样，有些方法在理论上看起来是可行的，但一旦应用到实际中，就会碰到意想不到的问题。
以太网的最初设计者无法想象我们对他们的“宝贝”做了什么，最初的目的是把计算机连接在一起。数据的传输速率是10M/s。对当时的计算机处理速度来说，这已经是足够快了。计算机通常被放置在一个单独的房间或者是数据中心中。这些连接的线缆长度通常都不长于10米。这样，数据房的工作条件得到了保证，因此ESD是一个非常小的威胁，一旦电脑连接好，它们就保持了恒定的物理连接。

为什么现在PCB要求无卤素？

Part.1、什么是无卤基材

无卤素基材：按照JPCA-ES-01-2003标准，氯（C1）、溴（Br）含量分别小于0.09％Wt（重量比）的覆铜板，定义为无卤型覆铜板。（同时，CI+Br总量≤0.15％[1500PPM]）
无卤素材料有：TUC的TU883、Isola的DE156、GreenSpeed系列、生益的S1165/S1165M、S0165等等。

Part.2、为什么要禁卤

卤素是指化学元素周期表中的卤族元素，包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）。目前有阻燃性基材，FR4、CEM-3等，阻燃剂多为溴化环氧树脂。

运算放大器中“轨到轨”的意义

设计放大电路时，随着信号的幅度的增大，输出信号逐渐增大。但会遇到下面两种情况：

1）当输出信号增大到一定程度时，虽然此时的输出信号幅度还没有达到电源轨，但输出信号已经饱和，如图 1。
2）当供电电压一定时，随着负载阻抗的减小，输出信号出现饱和。

电流源型驱动芯片——电机驱动的神助攻

损耗太大，开关dvdt过快，EMC过不了……这些都是设计电机驱动时常遇见的问题，而且它们还此消彼长。工程师们一般是根据实际应用情况做着取舍。如果有办法在轻载时以忽略不计的开通损耗增加来减小开关速度，而在重载时通过不降低开关速度来降低开通损耗，那就可以达到更理想的驱动效果。

涨知识！电阻各参数有哪些？

电阻是一个普通的元件，却有不普通的门道。电阻的参数有很多，平时我们一般关注值、精度、额度功率，这三个指标合适即可。

诚然，在数字电路中，我们无需关注太多的细节，毕竟只有1和0的数字里面，不大计较微乎其微的影响。但是在模拟电路中，当我们使用精准的电压源，或者对信号进行模数转换，又或者放大一个微弱的信号时，阻值的小小变动都会带来很大的影响了。在与电阻斤斤计较的时候，当然就是在处理模拟信号的场合了，后面就根据模拟电路应用分析下电阻各参数的影响。

01、电阻的额度阻值

器件失效的“元凶”是什么？

问题：为什么未遭受压力的器件有时候会无缘无故地失效？

答案：有时候器件可以"寿终正寝"，有时候器件在制造前后往往面临诸多危害，这将导致它们过早失效。

自动驾驶位置感应中的传感器技术

技术领域有许多大趋势，最有趣的是当属自动驾驶汽车的发展。自动驾驶技术除了应用在汽车，公共汽车和卡车以外，还用于仓库，工业园区，大型商业设施的送货机器人，以及用于运送餐食，药品和较小包装的“最后一英里”自动驾驶汽车和无人机。

设计电路当然要“知己知彼”，开关稳压器拓扑的噪声特性大起底~

目前存在许多不同的开关稳压器拓扑。有些拓扑应用十分广泛，例如经典的降压型转换器，也称为降压转换器。然而，也有一些少为人知的开关模式DC-DC转换器，包括Zeta拓扑。这些拓扑分为基本拓扑和扩展拓扑，基本拓扑只使用两个开关、一个电感和两个电容。它们都属于非隔离式开关稳压器；即未进行电气隔离的开关稳压器。此类拓扑包括降压转换器、升压转换器和反相降压-升压拓扑。所有其他拓扑都需要额外的元件，例如，SEPIC转换器还需要耦合电容和第二电感。除了非隔离式开关稳压器外，还有一些稳压器是通过变压器来实现电气隔离。

电路设计人员通常将电源视为黑盒子或4极元件，其具有两个输入线路和两个输出线路。图1所示为DC-DC转换器的框图符号。顶部是非电气隔离式DC-DC转换器，底部是电气隔离式转换器。

原创深度：家电语音控制让智能家居管理更上层楼

作者： Sagar

智能家居

解读：关于PWM“死区”的知识

PWM是脉宽调制，在电力电子中，最常用的就是整流和逆变。这就需要用到整流桥和逆变桥。对三相电来说，就需要三个桥臂。以两电平为例，每个桥臂上有两个电力电子器件，比如IGBT。这两个IGBT不能同时导通，否则就会出现短路的情况。

因此，设计带死区的PWM波可以防止上下两个器件同时导通。也就是说，当一个器件导通后关闭，再经过一段死区，这时才能让另一个导通。

什么是死区？

通常，大功率电机、变频器等，末端都是由大功率管、IGBT等元件组成的H桥或3相桥。每个桥的上半桥和下半桥是绝对不能同时导通的，但高速的PWM驱动信号在达到功率元件的控制极时，往往会由于各种各样的原因产生延迟的效果，造成某个半桥元件在应该关断时没有关断，造成功率元件烧毁。

开关电源为啥有时候会叫？如何消除？

一、DC/DC电路电感为什么产生啸叫

稳压电源电路输出的开关电流的频率，或周期性脉冲群的周期频率，或毛刺的周期频率落入20~20kHz的音频范围，且周期性变化的电流经过电感线圈而产生交变磁场，使得该电感线圈在交变磁场作用下像“喇叭”一样在几乎固定的频率上产生机械振动而发出啸叫。

啸叫声音的大小与电感绕制的质量有一定关系，绕制较松，其产生的啸叫声将较大。

二、引起DC/DC电路电感啸叫的因素

1、负载电流过大。DC/DC芯片内部有一个限流保护电路，当负载超过IC内部的开关MOS管的最大电流时，限流电路检测电路就会调整芯片内部的占空比，或者停止工作，直到检测负载电流在标准范围内时，再重新启动正常的工作开关。

原创深度：电动汽车充电基础设施全方位解析

作者：David Talbott

多年来，电动汽车（EV）行业一直处于缓慢增长的状态，但现在已开始发生重大转变。爱迪生电气协会（Electric Edison Institute）最近的一份报告显示，按照最近8年的电动汽车销量计算，如今美国道路上的电动汽车数量已超过100万辆。目前新电动汽车的销量是一年前同期时间的两倍，分析师估计，达到第二个百万辆的销量只需要三年。到2030年，美国道路上的电动汽车数量将超过1800万辆，全球道路上的电动汽车数量将从1.25亿辆到2.2亿辆不等。

看看奥迪A8的毫米波雷达PCB设计

许多高性能的汽车辅助系统都要依靠雷达收集车辆周围的信息。它们的用处在于能够根据反射波原理精确地计算出本车与前车的距离和相对速度。博世（Bosch）第四代远距离雷达传感器（远程雷达，LRR4）是在第三代雷达研发和生产经验的基础上设计出的。LRR4与上一代产品相同，使用77 GHz频段且没有可移动部件。所有的元件均固定安装在车辆各部位，提高了系统的稳定性。LRR4雷达传感器集成了两块电子板，包括恩智浦（NXP）和意法半导体（STMicroelectronics）的微控制器，以及博世（Bosch）的电源管理IC。射频（RF）板采用基于混合PTFE / FR4基板的不对称结构，并安装有平面天线。其中，英飞凌77 GHz锗硅（SiGe）单片微波集成电路（MMIC）被用作高频发射器和接收器。