電子系統工程筆記

1、PCB(printed circuit board)
2、DaVinci是DSP
3、Package封裝
4、Cadence和Mentor在硬件設計軟件方面兩家獨大,OrCAD後來被Cadence收購。Cadence的封裝工具很好用,OrCAD的原理圖工具很好用(有豐富元件庫)。Protel是有Altium公司設計的硬件設計軟件。
5、製造PCB的工廠需要的是光繪文件
6、數據庫文件.ddb,原理圖文件.sch,印刷電路板文件.pcb,網絡表.net
7、設計流程:元件庫(設計元件)-原理圖-netlist-封裝庫(設計封裝)-PCB佈線
8、PCB主要元素:TopLayer(頂層信號層)BottomLayer(底層信號層)TopOverlayer(頂層印絲層)BottomOverlayer(底層印絲層)TopSolder(頂層阻焊層、用來連接焊盤的位置)BottomSolder(底層阻焊層、用來連接焊盤的位置)
TopPaste(頂層焊膏,用來連接焊盤的藥)KeepOutlayer(禁止佈線層)Mechanical(外形尺寸)
9、貼片機:把元件放在PCB焊盤上的機器
10、表貼器件(使用迴流焊,熱風在空間內循環)、插裝器件(使用波峯焊,將不需要焊的地方包起來,整個放在焊膏裏面,插孔就會被焊上)
11、焊接質量檢查,圖銳智能
12、牛屎封裝
13、元器件分裝值得是確定元器件尺寸以及引腳分佈。
14、1000mil=2.54cm
15、通孔焊盤對應直插器件,非通孔焊盤對應表貼器件
16、鼠線:PCB未連接的線
17、過孔:通孔、盲孔、埋孔
上拉4.7k,下拉1k
18、滿度絕對誤差=絕對誤差/儀表滿量程
19、被測值在量程的三分之二的位置精確度最高
20、逢五尾留雙
21、數字萬用表紅表筆爲正極,傳統萬用表有內置電源的情況下紅表筆爲負極
22、reverse voltage反向電壓,forward voltage正向電壓,RMS有效電壓
23、rectified current整流電流 power dissipation 耗散功率(消耗功率)
25、thermal resistance耐熱性
26、modem= modulator + demodulator
27、限幅:限制輸入波形的上限。如果在電路內存在額外電源如電池,那麼認爲電源的驅動能力很大,信號源的驅動能力比電源弱
28、鉗位:保留峯峯值,波形整體上升或者下降。典型元件是理想電容,濾除直流成分,保留峯峯值
29、LED一般作爲電源指示電路、邏輯指示
30、期間上寫一個1表示任意電路
在這裏插入圖片描述
31、紅外遙控器一般是38KHz方波
32、彩色LCD背面要有背光LED,能限制特定顏色的光通過。彩色LCD比彩色LED要浪費資源。
33、zener diode 齊納二極管,就是穩壓二極管,zener current 反向齊納擊穿時電流
34、三極管開關工作在飽和區和截止區之間交替。
35、晶體管是電流控制的電流放大器件,場效應管是電壓控制的電壓放大器件。
36、DC-DC就是開關電源,使用PWM控制電壓輸出,效率一般在80%-90%。LDO是線性穩壓源,效率可能很低
37、一個運放的增益帶寬積一般是定值
38、一般上拉電阻4.7k,下拉電阻1k
39、R33是0.33Ω,3R3是3.3Ω,330是33Ω,332是3300Ω
40、RS232的邏輯高電平是-5到-15V,邏輯低電平是5V到15V
41、OC電路,open collector,集電極開路。必須上拉Vcc纔有輸出能力。OC電路雖然沒有輸出能力但是可以線與。
在這裏插入圖片描述
42、i2c使用的也是集電極開路門,需要上拉電阻和上拉電壓。有的地方也叫two wire。如果使用CMOS,則是CD也就是樓急開路門。
在這裏插入圖片描述
I2C的數據傳輸只能由master發起,slave只能被動響應。如果slave想要master讀取自己的信息,需要觸發master的中斷。。

43、LSB/MSbit least-significant bit最低有效位。most-significant bit最高有效位

44、上升沿觸發、下降沿觸發、主從觸發(由兩個RS觸發器構成)

45、同步單脈衝產生電路。功能:硬件去抖

在這裏插入圖片描述

46、Tsu(tsetup) , Th(thold)。D觸發器,在CLK下降沿到來前Tsu時間,D不能改變;在CLK下降沿到來後Th時間內,D不能改變。
47、一個八度音程,頻率減半。
48、單穩態觸發器:沒有觸發的情況下只能輸出低電平或者只能輸出高電平。
49、電容兩端電壓不能跳變,當其中一端絕對電壓突然變高時,另一端的電壓也會瞬間變高。
50、如果有的器件數據手冊上寫的是obsolete product,no recommended repalacement,就是說該芯片不再生產,也沒用其他的替代品。日後很難再買到這樣的芯片。因此設計電路時要避免使用這樣的芯片。
在這裏插入圖片描述

51、信號發生電路不是一定要RLC都需要,其中電感是可以不需要的。只需要電容,就能夠做出矩形波、三角波信號,三角波輸入進差分放大電路後 ,就能夠輸出近似的正弦信號。
波形發生器電路:比較器 +積分器+差分放大器

52、有效數字保留:四捨六入五留雙
53、專用集成電路的縮寫是ASIC
54、SPICE(Simulation program with intgrated circuit emphasis)和IBIS(input/output buffer information specification)都是模擬電路仿真器件,SPICE較爲通用,IBIS適合高速電路仿真。
55、負載變大是接近0點的方向
在這裏插入圖片描述

SPI總線
1、serial peripheral interface

2、SPI有四根線,/SS,MISO,MOSI,CLK。其中/SS是片選信號,由master控制,低電平有效。幾個芯片之間的MISO和MOSI按照相同名稱連接在一起(注意不是像UART一樣RXD和TXD交叉連接)。CLK由master內部的波特率發生器產生。

3、SPI主芯片內部有三個寄存器:CPHA、CPOL、
CPHA(clock phase)控制同一週期內部哪個沿讀數

3、CLK一個週期內有兩個時鐘沿,但不是兩個時鐘沿都發生作用。CPHA0 時,沒有相位位移,第一個時鐘沿讀數;CPHS1時,有相位位移,第二個時鐘沿讀數。

3、SPI芯片有三個寄存器 ,LSBFE(LSB first enable低位先傳),CPHA(相位),CPOL(polarity)。如果LSBFE1,那麼傳輸的數據是從低位到高位;如果LSBFE0,那麼傳輸的數據是從高位到低位。
CPHA

NRF2401
1、使用曼徹斯特編碼。百兆以太網普遍使用曼徹斯特編碼
2、工作在2.4-2.5GHz ISM頻段。ISM頻段是指開放頻段,用於industry,science,medicine領域
3、BSC,是指一個間距,具體是多少依據實際而定,可能是100mil,也可能是105mil,也可能是2.45mm,也可能是250mm。一些數據手冊用BSC作爲單位,方便表示。例如一般引腳爲100mil,但是一些數據手冊可能會標記爲1BSC

CPLD用乘積塊實現鹹魚線與加粗樣式在這裏插入圖片描述

CPLD 和FPGA
(1)CPLD用的是rom,掉電數據不被擦除,適用於門規模較小的電路,延遲可預估,非易失性
(2)FPGA用的是ram,掉電數據被擦除,適用於門規模龐大的電路,延遲不可預估,易失性

FPGA
(1)FPGA分爲三種,分別是基於SRAM、基於lash和反熔絲的FPGA。
(2)基於SRAM的FPGA每次上電之前,都需要從外圍電路加載SRAM FPGA配置信息。
(3)基於flash的FPGA,結構比SRAM簡單,操作也較爲簡單,可遠程升級,只可寫不可讀,保密性高(如密碼芯片)。

(2)爲什麼要有memory? memory 是用來存儲門電路的開關邏輯的FPGA出廠時門電路被初始化,但是用戶要實現的功能上,不是所有的門電路都要用到的,因此需要控制這些門的開關。
一個門搭配一個memory單元,這個memory=1時,這個門有;否則無效。
(3)FPGA設計過程需要有兩次仿真,一是功能仿真,二是時序仿真。

**標準C/ GNU C / ANSI C **
(1)ANSI C就是標準C,ANSI C是跨平臺的
(2)GNU C只在Linux 下使用
(3)Linux既可以用GNU C也可以用ANSI C,其他平臺只能用ANSI C

信號完整性
(1)信號完整性包括時序和質量
(2)時序問題比較好解決,只要通過蛇形佈線改變不信長度即可
(3)質量問題包括過沖、振鈴和非單調。
(4)反射:如果輸入端能量不能被完全吸收,就會反射。讓接收端將能量全部都接收的方法——讓源端輸出阻抗和接收端輸入阻抗相等。也就是阻抗匹配
(5)微帶線的特徵阻抗與其長度無關

在這裏插入圖片描述

(6)帶狀線是在兩塊GND/VCC平面之間的,微帶線是與一塊GND/VCC相鄰的

阻抗匹配
(1)終端並聯匹配,電路的高電平驅動能力本來就低,再並聯接地那就更低了
在這裏插入圖片描述
(2)
在這裏插入圖片描述

(3)有源匹配,VBIAS是VCC和GND的中間值(DDR使用這種這種方式)
在這裏插入圖片描述

(4)串聯RC匹配,減小了直流電流
在這裏插入圖片描述
(5)串聯匹配
在這裏插入圖片描述

IBIS和SPICE
(1)IBIS是V/T表或者V/I表,仿真速度是PSPICE十倍,精度較低
(2)PSPICE是半導體模型,會泄露IP,仿真速度慢,精度較高

電源分發方式
(1)傳輸線。成本低,直流阻抗高,器件噪聲不會通過Vcc耦合
(2)電源層、地層

PCB佈線
(1)不能出現環路,環路相當於天線
(2)一定要出現環路的情況下,要減小環路面積。使用電源平面可以大大減小環路面積
(3)鐵氧體抗干擾磁環:感抗很小,不影響正常信號傳輸,頻率大於1MHz時,阻性分量循迅速變大,高頻信號轉化爲熱能被消耗。

AGND DGND
(1)爲了使得電平相等,用 導線連接起來

1OZ銅厚實際指35um
(2)過孔上的焊盤,是用來走線的,是被綠油蓋住的。
(3)一般的焊盤,一是用來走線的,而是用來焊接的
(4)熱焊盤,保證連接,但是減少連接面積,降低熱傳遞
(5)盲孔:加工盲孔一般用激光,由於激光功率的問題,激光打孔天生就是盲孔
(6)測試孔,用於ICT測試,不能和焊盤相同,要額外添加
(7)參考層:電源層和地層,使用不同電源層的器件建議圍在一起,電源層分開,地層不用分開
(8)do file是自動佈線文件,EDA根據do file來自動佈線,因此do file要手動寫好
(9)電源層和地層之間的電磁環境較差,不建議佈線,也就是不建議用帶狀線,要用微帶線
(10)阻抗控制層:有阻抗控制的電路要放在阻抗控制層
(11)減小串擾的方法:3W原則,靠近地層,中間插入地線,相鄰層走線相互垂直
(12)懸空的佈線就是一根天線,不能有懸空佈線,要減小天線效應。
(13)淚滴焊盤,增加焊盤強度。
(14)BGA(ball gritd array)陣列封裝,
(15)圓弧倒角的阻抗連續性最好,鈍角倒角的阻抗連續性好,直角倒角的阻抗是根號2W,銳角倒角的阻抗大於根號2W。
(16)過孔會產生阻抗不連續,因爲少用過孔。
(17)去耦合電容要靠近Vcc管腳而不是GND
(18)PCB內部有高速、中速、低速電路,那麼高速電路要接近I/O
(19)孤立銅區沒有參考地,因爲電位無法知道
(20)不同的電源層不能重疊,一定要重疊的話中間要加GND層
(21)20H規則
在這裏插入圖片描述

(22)

(23)3W規則,70%電路不受干擾,10W,98%電路不受干擾。20H規則,70%的電場不泄露。100H規則,98%的電場不泄露。5-5規則,時鐘頻率5MHZ或者脈衝頻率上升時間小於5ns,地要做成地平面

BOM
bill of material物料清單

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章