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  • 电路设计过程中,被自己/别人蠢哭的那些事…
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电阻、开关、连接器等30元大牌特惠!bulletin/details_11828.html

 

大家都是从菜鸟慢慢过来的……人人都有“不堪回首的记忆”,你在学习电子的路上又有哪些好玩儿的经历呢?

1.在学校腐蚀槽里发现过一个大神用马克笔layout的PCB。无法想象他用马克笔直接画线时,脑子里是怎么把网表分清的。这等神迹堪比用txt直接出网表以及用二进制编辑器直接编程。

2.焊接哈,以前很喜欢插件电阻,因为容易焊还能跨线,但自从工作以后,不是大功率场合,见都没见过了。以前焊0805,0603都要叫半天,觉得难焊。现在已经全程0201,看习惯0201,再看0603已经觉得是庞然大物了。(有人好奇0201手焊技巧,这里要纠正大家用热风的误区,一个是很多人认为吹小元件要用细吹口,第二个是很多人认为吹小元件要用低风速。实际上吹0201应该是最粗吹口加7成风速。0201最大问题是焊盘小,PCB散热快。用小吹口只加热两个焊盘时,大量热量从焊盘散走,而且镊子一旦挡住风路,直接失温导致虚焊。另外小吹口易导致局部风速高,PCB受热不均,吹掉焊盘或是吹飞器件都不奇怪。粗吹口风速柔和,热力稳定,效果和回流焊机类似,这才是正解。0201定位靠助焊剂清除氧化膜和锡的张力吸附,这个不用再强调了吧?)

3.以前对DC-DC 懂得少,而且一般开关电源芯片小,还有一堆外围,手焊很麻烦,就觉得三端稳压器碉堡了啊,一个就能得到想要的电压啊,有木有。然后就各种用三端稳压器。那 玩意效率奇低,功率稍微上去一点就发热很厉害,有些时候还得不到想要的电压,高了的话就串联几个二极管,靠管压降消耗多余电压……现在想起来都觉得蠢哭了。

4.以前做板子,一般都是腐蚀单层板,高级一点做双层。完全没有设计参考面的意识,更不要说考虑回流路径了,线都是连上就行。然后,就是EMI问题一大堆。学生时运气好的话,低速电路不怎么体现。记得有一次运气差,一个电机驱动的超强EMI耦合到一个信号线上,导致程序各种跑飞,还完 全找不出原因。最后重画板子莫名其妙解决了,也说不出个所以然。后来看了黑宝书(HSDD高速数字设计),被作者一句“很多人总是认真设计信号回路的前半段,而将后半段交给上帝,他们真是愚蠢”疯狂打脸。

5.学电之后,会嫌光速太慢。没学之前,相信没人会认为分析电路要考虑光速(电信号以光速在真空中传播)。实际上在电路板上,电信号以光速除以根号下电介常数的速度传播,一般约为6mil/ps。这是很坑爹的,一段2inch(5cm)的走线,信号传过去需要约330ps。换句话说,对于GHz级别的信号,很可能第一个状态刚到接收端,第二个状态已经从源端出发 了。一条理想导线的两端同时出现不同的电平,这在以前是多么反直觉啊。实际设计中,走线长度不同会导致并行信号时序混乱。一些高速板会采用电介常数低的材 料以减少信号飞行时间。

6.说个不好好学习的故事吧,上大学那会儿学模电,老师布置作业要用什么软件做出一个梯形波发生器,上课没听……下来不会做啊,哼哧哼哧弄了半天,做的是三角波,再弄,波都没了…… 没办法……用ps把三角波的顶端一去,再画一个横线……完美的梯形波啊…… 心怀忐忑的把截图和程序发到老师邮箱居然过了我去…… 后来明白了…… 老师也懒不拿我的作业去仿真的……

7.来讲两个无线通信模块的事,这个模块叫nrf24l01 估计好多人都用过这个神模块大二时我调它总是一开始工作正常过了一段时间数据包就发不出去了。神奇的事情出现了:用手一摸模块的引脚就能发出去数据!我不能把手剁下来黏在上面吧?!最后把一个引脚加了10k 下拉电阻解决了 问题的原因一直不清楚呢。大三电赛做旋转倒立摆的时候,检测倒立摆倾角,想无线发出去给控制器要用到这个模块,向老师申请,申请时着重表明“模块”不是ic。等器件发下来......看着一大包qfn封装的nrf2401芯片真是哭笑不得。

8.钽电容有一横的那边是正极...我搭档第一次用钽电容时候就炸了,后来一查资料才知道电容接反了。

9.毕设在一家小公司做光伏发电入网我做功率平衡算法,有 几个大电容做逆变,因为逆变做的不好波形毛刺多 一开机就带着桌子一起抖阿抖的声音也很大很吓人,再把功率调高一点就开始各种爆炸着火什么的。老板总是开玩笑说,电子器件的工作原理主要是靠里面的魔法烟雾,因为一旦烧了魔法烟雾跑出来就不工作了。我一个做嵌入式的平时接触的都是3.3最多5V哪见过这架势,老板安慰我说,不要怕烧东西,烧着烧着就会学到新知识,反正他上一家公司是做真空高压继电器的倒是无所谓啦。后来用第二版原型居然做出来了可喜可贺,旧版原型老板拿去烧掉以后拍了个灭火器教学视频,有一次去老板家玩看到他的真空继电器第一代原型是用两个宜家买的高压锅扣在一起……

10.有一天我的嵌入式老师让我去他那看看,帮忙修一个机器。到那一看,这个机器叫做【点穴仪】,听名字碉堡了吧?可是连一个使用说明的什么 都没有,也不知道什么原理,拜托我们维修的人是替老人拿过来的,也不知道怎么用。摸索了半天,搞明白原理,我下定决心在电子相关的行业干了。为啥?人傻钱多啊。说说这个点穴仪吧。一个木头箱子里伸出两个大的铜柱,像是金属双截棍的两端。你拿一个,我拿一个,然后我用手点你的皮肤上,你就感觉这一点麻麻的。很神奇吧?呵呵,压根就是一个在安全范围内可调节电压值的电源……

两个人各拿一个铜柱,手指接触皮肤后就形成回路,点接触的地方电阻大分压高, 就麻麻的。为什么说人傻钱多呢?这个点穴仪看上去十分高大上,木制箱子,配上中医与科技完美结合的标语,再标上998的爆款价,绝对把老年人哄得团团转。 里边是什么呢?就是一块交流转直流的电路板,连个MCU都没有。PS后来我的腹黑嵌入式老师总是拿这个点穴仪说事,教育我们最吃香的是软硬件结合的方向, 这样子最能赚(pian)钱(ren)。

11.14年暑假做TI杯,选的是F题电能无线传输装置, 题 目要求用一个直径20cm的线圈,光是这个线圈就发生了无数狗血的故事,在那短短的四天三夜里XD。 俺们都是做直流电源出身的啊!训练都是直流源啊!线性的开关的都做了啊!电压源电流源都做过啊!buck boost都做过啊!同步非同步都做过啊!PWM PFM都做过啊!我们感觉基本上准备得差不多了啊!丫给我来个无线充电啊!泥垢啊!天线什么的完全不懂啊!无线这块做都没做过啊!所以一开始我连线圈该绕 成什么形状比较炫酷(好用)都不晓得啊!花了整整一天看论文啊!然后俺大手一挥说不管了,先做个线圈试试,管他娘。

然后就让我萌萌哒学弟出门去电子市场给我买线去了!咱有钱,任性!打电话问我要什么样的!我说漆包线!漆包线要什么样的!我说最粗的!给我来100m!学弟说最粗直径3mm,成不成?我说成!来100米!学弟说100米人家不卖,要买买180!我说180就180,记老师账上!(我不会告诉你那捆线800多,老师问价格的时候我们都没好意思说 QAQ)于是他们呼哧呼哧的扛着一大卷漆包线回来了……回来的时候我都震精了……然后我和我两个队友望着刀削面粗(大雾)的漆包线,无语凝咽……这他么怎么掰得动!然后我们掰那个线就掰了好久……掰完快要累成狗了…… 那玩意不光硬,你掰弯之后丫会回弹……我们得两个人按着它(没错两个人才按得动),一个人用尼龙扎带绑住它,这货形状才算固定下来。丑的一笔。

还是关于那个线圈。你说这帮老师出题就出题,还限制线圈直径18~22cm(结果最后测老师都没测线圈直径!摔!)于是一开始我们就商量,这东西怎么做,我提议撕开个纸盒子,自己卷个20cm的纸筒,把线往上面一绕就搞定了!so easy!麻麻再也不用担心我的学习!然后看到学弟抱回来那张牙舞爪的漆包线我们就萎了。这要是往纸筒上绕绝笔要变形啊!于是我两位伟大的队友就跑去学校 附近的五金店买了一堆钉子钉在木板上,绕了一个20cm直径的圆……下着大雨辛苦你们了……话说当时绕线的时候戴着电工经常戴的那种白手套,还是硌得很疼 QAQ。TI杯时期的狗血事也就这些了吧……除开轮流睡觉的时候迷迷糊糊醒了把队友腰带当桌子沿扒之外也没旁的值得吐槽的事情了。

12.有一次是做恒流源, 小功率的,结果因为布局的原因,feedback离电感太近有干扰,小电流时稳流稳不住……电 流就各种蹿,接LED效果就是闪瞎狗眼……一闪一闪亮晶晶,满天都是小星星。神奇的是每次拿示波器探头一放在feedback脚立马就稳了,我想看波形都 不行,这尼玛……然后我就分析应该有两点可能,一个是示波器探头天线效应引入的干扰和其他干扰抵消了,再一个就是示波器的输入阻抗起了个滤波器的效果。我 就觉得第一点太特么扯了啊……哪有这么巧的。然后查了查示波器是1M欧 //10pf,然后我就愉悦的找了个1M欧电阻和10pf电容一并,欸,有点效果。不过电流再小点(1mA左右)还是不行……我就死马当作活马医,插了根 线上去……卧槽居然好了啊!再也不相信爱情了!而且那根线要站着才能起作用……每次看那个电路都萌我一脸血……不过勤劳的小朋友遇到这种问题是一定要改布 局的……不要学我。。我懒。

13.最精彩的放最后。。。

得不到波形的时候,我们一般默认示波器是坏的——我才不会承认是我电路布错了呢╭(╯^╰)╮

笑过之后,来自“前辈”们的前车之鉴:这些低级错误不要再犯咯↓↓↓

1、有极性的电容,原理图和PCB把管脚搞反了? 

2、电源和地忘记接了。。。。还有接反的。。。 

3、连接器的线序搞反了 

4、RX、TX接反了。。。 

 串口RX,TX画的时候心里默念不要接反,不要接反,板子贴片回来测试,果然串口不通。

5、想当然的写一个封装,结果没有这个规格的器件。百度文库下载datasheet,结果根本买不到这个器件。

6、直接抄电路,结果器件根本买不着。

曾经一个做智能锁的团队,电路直接抄三星的智能锁,结果里面一个电容式触摸按键的控制器,是韩国产的很难买到,而且没有什么代理和支持。纯靠自己试验和摸索。 

7、选择电容的时候,只考虑容量,没有考虑耐压,结果这么大的封装放不下满足规格电容。 

8、选择电阻的时候,只看阻值,不看功耗。 

9、画完PCB,不看DRC报告,靠眼睛看飞线,回板后就真的飞线了。

脑残的一次把短路DRC关了,结果回来板子电源正负果然连一起了。 

10、封装做反了。。。

当时赶进度,没拿到芯片只看了Datasheet就画了图投了板,板子回来后看着镜像的封装一脸懵x。但这事不能怪我,因为那个傻x datasheet上的封装图居然是bottom view而且没有注明!  

 

 11、散热焊盘的阻焊层没有处理

12、lm1117整个画反了,ina826同向端反向端看错了原理图就画错了。。烧程序时候忘了选外部晶振然后测了好久好久 发现我擦,烧程序的问题。

13、431真是奇葩设计,每次用都检查几遍管脚顺序。关于431稳压器SOT23封装的引脚排列,原来以为各个厂家排序都一样。结果发现:从左到右数,TI-TL431A是CAR排列,UTC-TL431A和CJ431A是RAC排列。还有继电器引脚排列,文档一般给个底视图,结果画板时没有镜像,只好把继电器焊接到背面。

14、对着datasheet把封装画反了,信誓旦旦的说这是我布局布得最漂亮的一块。

15、板子只要有子卡,那就等着手心莫名其妙出汗,睡觉被吓醒了。

16、电池接口极性画反。。损失惨重!

附电路设计常见的八个误区

现象一:这板子的PCB设计LCEDA.CN)要求不高,就用细一点的线,自动布吧。

点评:自动布线必然要占用更大的PCB面积,同时产生比手动布线多好多倍的过孔,在批量很大的产品中,PCB厂家降价所考虑的因素除了商务因素外,就是线宽和过孔数量,它们分别影响到PCB的成品率和钻头的消耗数量,节约了供应商的成本,也就给降价找到了理由。

现象二:这些总线信号都用电阻拉一下,感觉放心些。

点评:信号需要上下拉的原因很多,但也不是个个都要拉。上下拉电阻拉一个单纯的输入信号,电流也就几十微安以下,但拉一个被驱动了的信号,其电流将达毫安级,现在的系统常常是地址数据各32位,可能还有244/245隔离后的总线及其它信号,都上拉的话,几瓦的功耗就耗在这些电阻上了。

现象三:CPU和FPGA的这些不用的I/O口怎么处理呢?先让它空着吧,以后再说。

点评:不用的I/O口如果悬空的话,受外界的一点点干扰就可能成为反复振荡的输入信号了,而MOS器件的功耗基本取决于门电路的翻转次数。如果把它上拉的话,每个引脚也会有微安级的电流,所以最好的办法是设成输出(当然外面不能接其它有驱动的信号)

现象四:这款FPGA还剩这么多门用不完,可尽情发挥吧。

点评:FGPA的功耗与被使用的触发器数量及其翻转次数成正比,所以同一型号的FPGA在不同电路不同时刻的功耗可能相差100倍。尽量减少高速翻转的触发器数量是降低FPGA功耗的根本方法。

现象五:这些小芯片的功耗都很低,不用考虑

点评:对于内部不太复杂的芯片功耗是很难确定的,它主要由引脚上的电流确定,一个ABT16244,没有负载的话耗电大概不到1毫安,但它的指标是每个脚可驱动60毫安的负载(如匹配几十欧姆的电阻),即满负荷的功耗最大可达60*16=960mA,当然只是电源电流这么大,热量都落到负载身上了。

现象六:存储器有这么多控制信号,我这块板子只需要用OE和WE信号就可以了,片选就接地吧,这样读操作时数据出来得快多了。

点评:大部分存储器的功耗在片选有效时(不论OE和WE如何)将比片选无效时大100倍以上,所以应尽可能使用CS来控制芯片,并且在满足其它要求的情况下尽可能缩短片选脉冲的宽度。

现象七:这些信号怎么都有过冲啊?只要匹配得好,就可消除了。

点评:除了少数特定信号外(如100BASE-T、CML),都是有过冲的,只要不是很大,并不一定都需要匹配,即使匹配也并非要匹配得最好。象TTL的输出阻抗不到50欧姆,有的甚至20欧姆,如果也用这么大的匹配电阻的话,那电流就非常大了,功耗是无法接受的,另外信号幅度也将小得不能用,再说一般信号在输出高电平和输出低电平时的输出阻抗并不相同,也没办法做到完全匹配。所以对TTL、LVDS、422等信号的匹配只要做到过冲可以接受即可。

现象八:降低功耗都是硬件人员的事,与软件没关系。

点评:硬件只是搭个舞台,唱戏的却是软件,总线上几乎每一个芯片的访问、每一个信号的翻转差不多都由软件控制的,如果软件能减少外存的访问次数(多使用寄存器变量、多使用内部CACHE等)、及时响应中断(中断往往是低电平有效并带有上拉电阻)及其它争对具体单板的特定措施都将对降低功耗作出很大的贡献。

 

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