技术

学习接触一门新的技术，总会遇到各种各样的问题，学习EMC也不例外。EMC（电磁兼容）包括EMS（电磁敏感度）和EMI（电磁干扰）两部分，通常我们所说的解决EMC问题，其实就是解决电子设备对外辐射干扰，或者如何防止设备、电子元件被外界电磁波干扰的问题。学习EMC要重视基础知识，像电磁波、电磁场等入门理论，有迫切学会的愿望，在实践中与别人多人交流，几个人的学习交流效果要远比一个人学习问题效果要好得多。

下面整理了EMC工程师常见的兼容性问题、具体解决方法，以供大家做学习笔记。

<strong>1、为什么数字电路的地线和电源线上经常会有很大的噪声电压？怎样减小这些噪声电压？</strong>

电源平面的分割设计，在PCB设计中占有很重要的地位。在高速电路PCB的设计中，通常电源平面的分割处理情况，能决定高速电路板的成功与否。现在找来一个做过的项目，简单介绍在PCB设计过程中电源平面处理的一些个人见解。

在电源与充电桩等高功率应用中，通常需要专用驱动器来驱动最后一级的功率晶体管。这是因为大多数微控制器输出并没有针对功率晶体管的驱动进行优化，如足够的驱动电流和驱动保护功能等，而且直接用微控制器来驱动，会导致功耗过大等弊端。

在RF和微波设计中，混频是信号链最关键的部分之一。今天我们就讲讲各种类型的混频器以及各自的优缺点。

顾名思义，混频器将两个输入信号混合，产生其频率之和或频率之差。利用混频器产生比输入信号高的输出频率时（两个频率相加），称为上变频；利用混频器产生比输入信号低的输出频率时，称为下变频。

<strong>单/双/三平衡无源混频器</strong>

最常见的混频器类型是无源混频器。此类混频器有不同的设计样式，如单端、单平衡、双平衡和三平衡等。使用最广泛的架构是双平衡混频器。这种混频器很受欢迎，因为其性能出色，实现和架构简单，性价比高，并能提供多种选项。

开关电源，又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源的输入多半是交流电源（例如市电）或是直流电源，而输出多半是需要直流电源的设备，例如个人电脑，而开关电源就进行两者之间电压及电流的转换。下面我来介绍几种开关电源调试会碰到的问题及解决办法。

<strong><font color="#004a85">1、变压器饱和现象</font> </strong>

在高压或低压输入下开机(包含轻载，重载，容性负载)，输出短路，动态负载，高温等情况下，通过变压器(和开关管)的电流呈非线性增长，当出现此现象时，电流的峰值无法预知及控制，可能导致电流过应力和因此而产生的开关管过压而损坏。

纵观历史，会发现许多汽车行业利用相邻和互补市场技术实现转化的示例；工业、消费电子和医疗健康行业只是其中几个。从引进采矿业的传输系统来实现汽车大规模生产的变革，到利用电子控制单元(ECU)的处理能力（该技术自30多年前首次运用微控制器功能以来持续迅速发展），这种汽车行业借用技术转化并充分发挥其优势的例子不胜枚举。现在，汽车行业也在回馈一项可以简化各种应用中的音频分配挑战的技术。

布线是PCB设计的重要组成部分，也是整个PCB设计中工作量最大和最耗时间的部分，工程师在进行PCB布线工作时，需要遵循一些基本的规则，如倒角规则、3W规则等。

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<strong>地线回路规则</strong>

学单片机的大概最先、最常写的通信程序应该就是串口程序了，但是如何写出一个健壮且高效的串口接收程序呢？接下来鱼鹰将根据多年的开发经验教你如何编写串口接收程序。

1、传入参数指针

2、互斥锁释放顺序

3、数据帧检查

4、串口空闲

5、通信吞吐量

为了更好的理解接下来的知识点，鱼鹰将设计一个串口框架，让道友心中有一个参考方向。

本篇重点在于解决如何写一个健壮、高效的串口接收数据，发送与接收处理过程略讲。

<strong><font color="#004a85">帧格式</font> </strong>

先聊聊帧格式，一般来说，一个数据帧有以下几部分内容：

大块头V8的轰鸣声、高性能汽油发动机刺耳的炸街声，从来都是司机脉搏加速的刺激物。对于电动汽车来说，发动机没有了，噪音也消失了，但汽车制造商还有其他办法制造出令人兴奋的车辆，并助其在激烈竞争中脱颖而出。

当进入电动汽车驾驶座时，大多数人首先会注意到大幅的屏幕。例如，特斯拉S车型上广受赞誉的17英寸中控台。从那时起，汽车制造商一直在其车辆的各个区域添加显示屏。这些屏能够分享更多的信息，并且为电动汽车带来真正的未来感。然而，并非所有显示都有足够的帧率并且平滑流畅运行，仍需大量的工作以实现出色的显示。

10层PCB所有层总览。

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进行铺铜后的所有层总体效果。

电源平面的处理，在PCB设计中占有很重要的地位。

在一个完整的设计项目中，通常电源的处理情况能决定此次项目30%-50%的成功率，本次给大家介绍在PCB设计过程中电源平面处理应该考虑的基本要素。

<strong>1、做电源处理时，首先应该考虑的是其载流能力，其中包含2个方面。</strong>

a) 电源线宽或铜皮的宽度是否足够。要考虑电源线宽，首先要了解电源信号处理所在层的铜厚是多少，常规工艺下PCB外层（TOP/BOTTOM层）铜厚是1OZ（35um），内层铜厚会根据实际情况做到1OZ或者0.5OZ。

对于1OZ铜厚，在常规情况下，20mil能承载1A左右电流大小；0.5OZ铜厚，在常规情况下，40mil能承载1A左右电流大小。

b)换层时孔的大小及数目是否满足电源电流通流能力。

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以太网在20世纪80年代早期被引入到办公室，那时由于其高达10Mb/s的吞吐量而广受业界欢迎。但在接下来的工业控制自动化领域，以太网却遇到了三个方面的挑战，即：实时性、标准化和可靠性。

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大学时代第一次接触FPGA至今已有10多年的时间，至今记得当初第一次在EDA实验平台上完成数字秒表、抢答器、密码锁等实验时那个兴奋劲。当时由于没有接触到HDL硬件描述语言，设计都是在MAX+plus II原理图环境下用74系列逻辑器件搭建起来的。

后来读研究生，工作陆陆续续也用过Quartus II、FoundaTIon、ISE、Libero，并且学习了verilogHDL语言，学习的过程中也慢慢体会到verilog的妙用，原来一小段语言就能完成复杂的原理图设计，而且语言的移植性可操作性比原理图设计强很多。

覆铜作为PCB设计的一个重要环节，不管是国产的PCB设计软件，还是国外的一些Protel，PowerPCB都提供了智能覆铜功能，那么怎样才能敷好铜？

所谓覆铜，就是将PCB上闲置的空间作为基准面，然后用固体铜填充，这些铜区又称为灌铜。覆铜的意义在于，减小地线阻抗，提高抗干扰能力；降低压降，提高电源效率；与地线相连，还可以减小环路面积。

为了让PCB焊接时尽可能不变形，大部分PCB生产厂家也会要求PCB设计者在PCB的空旷区域填充铜皮或者网格状的地线。覆铜如果处理的不当，那将得不偿失，究竟覆铜是“利大于弊”还是“弊大于利”？

电子元器件在使用过程中，常常会出现失效。失效就意味着电路可能出现故障，从而影响设备的正常工作。这里分析了常见元器件的失效原因和常见故障。

电子设备中大部分故障，究其最终原因都是由于电子元器件失效引起的。如果熟悉了元器件的失效原因，及时定位到元器件的故障原因，就能及时排除故障，让设备正常运行。

<strong>温度导致失效</strong>

元件失效的重要因素之一就是环境温度对元器件的影响。

<strong>温度变化对半导体器件的影响</strong>

蓝牙®通过智能手机将我们与世界相连。我们可与门锁、恒温器甚至我们的汽车对接。但是所有蓝牙都是一样的吗？您是否使用用于将音乐从手机流式传输到智能扬声器的蓝牙来解锁您的汽车？

如果要自己进行PCB布局，那么做好准备可能只是有助于组织和记住重要的设计细节。但是，如果将设计发送给其他人进行布局，那么这方面的准备不足可能会给完成设计带来很大的麻烦。

让我们看一下在原理图中应考虑哪些些事情，才能让转换PCB布局变得更简便。

<strong>如何转换PCB布局？第一条规则：整洁的文档</strong>

电路设计可能来自于纸上乱写的笔记，或者是黑板上匆匆绘制的原理图，但是这些当然不是正确的文档记录方式。目前很多医疗机构正迫使医生以电子档的方式取代用笔和纸记录处方，这是为了方便患者能轻松的阅读它们。

正如能够正确阅读处方的重要性一样，阅读原理图中的详细信息和说明也是如此。帮自己一个忙，花点时间确保原理图清晰易读。

在工业机器人和机床应用中，可能涉及在特定空间内精准协调多个轴的移动，以完成手头的工作。机器人一般有6个轴，这些轴必须协调有序，如果有时候机器人沿轨道移动，则会有7个轴。

在CNC加工中，5轴协调很常见，但是有些应用会用到多达12个轴，好让工具和工件在特定空间内相对移动。每个轴都包含一个伺服驱动器、一个电机。有时候，在电机和轴接头或者末端执行器之间会加装一个变速箱。然后，系统通过工业以太网互联，一般采用LINE型拓扑，具体如图1所示。电机控制器将所需的空间轨迹转换为每个伺服轴所需的单个位置基准，然后在网络上循环传输。

在负载点(POL)降压转换器领域，同步变化的高边和低边有源开关已被广泛使用。图1显示了具有理想开关的此类电路。与使用无源肖特基二极管作为低边开关的架构相比，此类开关稳压器具有多项优势。主要优势是电压转换效率更高，因为与采用无源二极管的情况相比，低端开关承载电流时的压降更低。