临路歌

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  • 2024-08-27

  • 发表了主题帖： 共读活动-《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》读书报告（3）：ch5

    本帖最后由 临路歌 于 2024-8-27 15:11 编辑 共读活动-《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》读书报告（3）：ch5   这一章的内容是整本书篇幅最大的一章。 放上目录部分截图   对比前面的章节，第5章结合实际硬件电路，从更系统的角度介绍手机基带硬件设计。   5.1节介绍了早期和现在基带电路这个概念的变化。 基带电路原来指的是modem；现在包含了存储电路、音频电路、电源电路、充电电路、显示相机电路、传感器电路等 从内容上来看，这一章是一个综合性的章节。       5.2介绍了锂电池及其保护 首先介绍锂电池的参数，之后介绍了锂电池放电欠电压保护UVP原理。 介绍了放电欠电压保护UVP（Undervoltage Protection）和放电过流OCD（Overcurrent in Discharge）。 这里通过电路图进行介绍。     5.3电源架构梳理 这一节介绍了手机内部电源怎么从电池电压得到，怎么经过PMIC产生。   5.4介绍了Power Path电源路径   四种电源路径，图片已经很直观的说明了。   5.5手机充电原理 接下来是充电、放电的原理介绍。 首先介绍了充放电的结构，   之后介绍了手机充电的流程，最后介绍了一种快充方案。       5.6PDN及其优化 电源完整性Power Integrity的分析对象是电源分配网络（PDN），研究电源的质量。 两个方面： 1.电源拓扑基础，包括BUCK，LDO和5.3节提到过的电源树等。 2.PDN          作者接下来指出设计PDN时需要关注的那些方面： 例如，IR drop，目标阻抗，还有PDN的DC仿真、AC仿真和优化方向   介绍完电源之后，作者开始讲解其它硬件部分     5.7相机与屏幕接口 作者介绍了相机的接口，以及相机内部电源架构，还指出在设计和测试的时候要注意上下电时序的要求。 对于屏幕接口同样介绍了接口信号，电源和时序。并且单独对MIPI D-PHY/ C-PHY的时序，测试和眼图进行了介绍。     5.8音频接口 这一节首先介绍耳机标准和接口电路原理，之后介绍怎么在手机上的type-C口实现耳机、USB和充电功能。 还介绍了扬声器驱动电路。   5.9介绍传感器有关的内容 包括陀螺仪、加速度计和磁力计，红外与闪光灯，光感与距感，电动机振动器等。     5.10节介绍SIM卡有关内容 SIM卡的引脚和SIM卡插入检测的原理   5.11节介绍EMC基础 这一节介绍了EMC的基本原理和解决措施。介绍了问题，同时也给出了解决的思路。     5.12节是实战案例讲解 这一节的案例很多，也非常有参考价值。举几个例子 首先是五个关于PCB布局的例子 要注意可能存在的干扰，走线之间可能隐藏的冲突等问题。 作者的一个例子是射频功放与音频布局的风险。如果布局中大功率射频PA的地线和codec的地线有重叠部分，PA工作时可能会引起回流路径地线电压波动，这个波动可能被codec感应到，进而有音频风险。 第二个是EMC电容对手机串口的影响的实战案例 这个案例中作者完整讲解了他在排查这个问题的时候的过程，包括用示波器看UART TX波形，发现有类似容性负载的波形。在主版上飞线测量，不通过FPC，发现波形正常，从而定位问题在FPC转接板和小板上。之后检查设计图样，发现TX上并联的一个电容，最终确定是这个问题的来源。       最后对这三篇读书报告做一个收尾：   这本书内容很全面，包括硬件电路是如何工作的，怎么设计，测试，要注意哪些问题，实际的工作案例等等多个方面。 这本书的专业性了体现了作者在硬件电路方面的丰富经验和能力水平。 让我觉得特别的是，这本书在保持了专业性的同时，还有不少作者的经验体会和思考，对于阅读者来说也是一种启发。另外作者在前后文相互关联的地方给出了标注，使得这本书读起来更加方便。 我觉得这本书是很适合作为学习硬件电路的入门图书。看完之后，我觉得我确实学到很多。

  • 2024-08-23

  • 发表了主题帖： 共读活动-《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》读书报告（2）：ch3,ch4

    本帖最后由 临路歌 于 2024-8-23 16:23 编辑 共读活动-《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》读书报告（2）：ch3,ch4   这次来看一下ch3 模拟信号处理和ch4 信号完整性基础   ch3介绍的内容有以下几个： 1 ADC 2 信号分析基础 3无源滤波器 4 共模信号与差模信号 5 运算放大器基础 6 实战案例讲解    ADC这一节讲解了有关ADC的基本概念。包括采样率、分辨率，LSB、ENOB等参数。还有一个使用自己搭建的简单简单电路模仿ADC工作原理的例子，我觉得比较有意思。 第二节是关于信号分析基础的介绍。 介绍了傅立叶变换、时频分析的概念，对比了两个分析的区别，还介绍了在时域、频域评估信噪比的计算（作者说明了在频域计算SNR更准确）。 介绍了调制解调原理，说明了过程中频谱怎么搬移。 介绍了傅立叶变换与PWM，分析PWM的傅立叶分析，作者给出了三个结论。 这一节还介绍了为什么把系统带宽定义为-3dB：半功率点，A=0.707。   第三节介绍无源滤波器。 分别介绍了两组对应关系，并且有推导和仿真图像。 低通滤波器 -- 积分器 高通滤波器 -- 微分器。 之后介绍了什么是二阶滤波器，通过仿真对比一阶、二阶、三阶低通滤波器的性能。 下一个问题是先滤波还是先放大。作者给出了自己的思考：对于微弱信号，先滤波再放大。   3.4节介绍的是一个比较经典的概念：共模信号和差分信号 作者基于运算放大器和MIPI介绍了差分信号的特点。我觉得这两个视角是很全面的说明了差分信号的概念和特征的，涵盖了模拟差分信号和高速数字差分信号。   3.5节 介绍了基于运算放大器的同相放大器和反相放大器电路： 虚短、虚短； 使用信号源-负载的模型分析电路   3.6节是实战案例讲解 我觉得比较有意思的是3.6.1对电容的分析，使用的分析方法。     第4章 4.1节 从传输线说起 这一节第一部分说明了高速、高频、高带宽有什么差异 高速 -- 信号变化的速度，上升沿很窄--高速信号 高频 - 信号本身的频率 高带宽 - 占据的频率范围   第二部分介绍了环路电感和如何减小环路电感。 这里介绍了信号路径和返回路径的概念，       第三部分介绍了参考平面和传输线： 一对导体构成传输线，一个是信号路径，一个是"参考路径"或者"回流路径" 信号在传输线中的传播模型是分布式参数模型。   第四部分介绍微带线和带状线的区别： 微带线-只有一个参考平面的传输线 带状线-有上下两个参考平面的传输线   第五部分介绍特性阻抗。这里部分既有作者的推导，也有作者的类比         4.2信号的反射 信号传播过程中，阻抗突然变大引起正反射 Z1是当前阻抗，Z2是新的阻抗 反射系数 R = (Z2-Z1)/(Z2+Z1) 作者分析了三张情况 Z2为无穷大，开路，R约等于1 Z2=Z1，阻抗未突变 Z2=0，表示短路，R=-1 之后作者用一个电路对反射进行了讲解。     下一部分作者介绍了阻抗的控制：通过 线宽W，介质厚度h，介电常数，铜箔厚度这4个参数进行控制     4.3节介绍了串扰的来源和如何抑制 来源：容性耦合 感性耦合 控制：增加线与线的间距；减小平行走线的长度；做好阻抗控制或者做好端接；使用地线隔离。 还介绍了等长走线确保等延迟的时候要注意的事     4.4节介绍了S参数，使用S参数描述传输线。 介绍了S参数的意义       4.5 节是实战案例讲解 4.5.1介绍了端接电阻和阻抗匹配 两种端接方式： 源端串联电阻， 接收端并联电阻   4.5.2节TDR阻抗测量 TDR时域反射计 TDR利用信号的反射来评估链路中阻抗变化的程度。这里介绍了TDR的工作原理     这本书看到这里，收获还是不少的，学到了不少新的概念和实际操作的经验。下次要读的第5章，就会是比较系统的介绍的内容了。                  

  • 2024-08-16

  • 发表了主题帖： 共读活动-《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》读书报告（1）：ch1,ch2,ch6

    共读活动-《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》读书报告（1）：ch1,ch2,ch6 这本书一共有6章，每一章的标题概括了本章的内容，同时每一章的最后一节都是“实战案例讲解”. 原来的阅读计划是每次写2章的阅读笔记，由于第3章和第5章内容篇幅较大，决定把第6章和第1章、第2章一起阅读。 第1章、第2章和第6章的内容概述 ch1 - 电路常用元器件：电容、电感和磁珠；电阻噪声，二极管，晶体管（BJT）和MOS管，TVS参数和ESD抑制原理，实战案例讲解 ch2 - 电路常用电源架构： 基于电感的开关电源 线性电源 基于电容的电荷泵电源 实战案例讲解 ch6 - 测试仪表与板级测试 万用表 示波器 实战案例讲解   从word导入，图片倒过来的不少，直接上传也有这个问题，不知道怎么解决。     第1章 电路常用元器件 1.1电路常用元器件： //找到了一个参照物：一个画了不同封装尺寸的焊盘的嘉立创EDA的尺子。 电容 在本章开头，作者从电源分配网络（PDN）中大量使用电容引入电路元器件这个主题，而且同时，“没有完美的器件，一切器件都有寄生参数” 电容的参数有很多，如 DC偏压特性：电容的容值随加在两端的有效电压升高而降低。 等效模型：等效串联电阻ESR（Equivalent Series Resistance）, 等效串联电感ESL（Equivalent series Inductance）和C串联 阻抗-频率关系：电容在谐振频率以下-容性，在谐振频率以上-感性 AC特性（不懂） X5R, X7R, COG参数： 三端子电容有什么优势？ 电感 电感的参数 电感值 饱和电流I_SAT 直流阻抗RDC： 等效模型和阻抗-频率关系： L和R串联组成的支路并联上一个C，低于谐振频率-感性，高于谐振频率-容性 电感和磁珠的区别： 电感的单位是H，磁珠的单位是阻抗Ω（在某个频点，如120Ω@100MHz） 电感多用于低频段；磁珠多用于高频滤波场景，磁珠的电阻R吸收噪声并转化为热。 电感的滤波原理是把电能转化为磁能，再把磁能转化为电能（噪声）或者辐射。磁珠是把电能转化为热能。 电感是储能元件可能和电容构成二阶震荡电路产生协助；磁珠是耗能元件。 1.2 电阻噪声 电阻热噪声有效值（均方根值）计算式： = k-玻尔兹曼常数 T-开尔文热力学温度 R-电阻值 B-系统等效噪声带宽 问题： 热噪声怎么测量？（待解决） 1.3二极管 伏安特性曲线 电路仿真：箍位电路和稳压电路 都是很常用的电路，书上的讲解也很好理解。 1.4晶体管（BJT） 这一节用水流控制作为比喻，以NPN晶体管为例讲解三极管的输出特性。 1.5MOS管 开头讲了一个判断MOS管是NMOS还是PMOS的方法。看箭头指向，指向内部-N沟道，指向外部-P沟道。 1.6TVS参数和ESD抑制 之前不了解这个器件，所以看了这一节就了解了一下TVS的作用和它的参数。 ESD-静电释放 TVS-瞬态电压抑制器，是一种二极管形式的保护器件。 这一节有一个TVS防护电路的电路图，讲解了TVS的原理和选型方法。 1.7实战案例讲解 1.7.2CBOOT-自举电容 之前没了解过，看了这一节的讲解，感觉很精彩。讲清楚了为什么需要自举电容，有电路原理分析，还有实际工作测试波形。 1.7.3 MOS管并联二极管 讲解了为什么MOS管符号图里会有并联二极管，实际上是MOS的中间极和S极连接，和D极构成了一个二极管。     第2章 电路常用电源架构 介绍了开关电源，线性电源，电荷泵电源等几种常用的电源的原理，给出了电路的原理分析和仿真的过程。对于之前没怎么了解过电源的读者，比如我，是一个很好的入门资料。 2.1基于电感的开关电源 buck降压电源   后面还有作者基于Multisim软件中的仿真电路图和仿真波形。 boost升压电源 由于D<1，所以0<1-D<1 同样也有仿真的讲解。 buck-boost负电源 同样也有仿真的讲解。 2.2线性电源 NMOS LDO PMOS LDO LDO的重要参数 2.3基于电容的电荷泵电源 这一节的讲解结合图片看也不难理解。 2.4弱电流源 2.5实战案例 2.5.2电源快放电原理 这一节介绍了电源为什么需要快放电，以及怎么实现。还有实测的电压波形，是很直观的介绍。         第6章 测试仪表与板级测试 6.1万用表基础 测量通断：通断档，用来排查 怎么高精度测量电压？和分辨率或者精度有关，选择合理的量程，考虑万用表的输入阻抗。这里有一个测量10MΩ的电阻两端电压的例子。（万用表输入阻抗约为10MΩ） DC档和AC档： AC档测量频率40~400Hz或者40~100Hz，AC档测量的是有效值，1Vpp - 有效值0.707V。 6.2示波器基础 示波器探头参数： 1x和10x，书里面对比了这两个衰减档位的参数的区别，探头衰减倍数，输入阻抗不同。 1x噪声性能好，带宽低。 本章还介绍了示波器的采样率，带宽，triger功能和信号源与示波器的阻抗匹配 6.3电路测试实战案例讲解 有三个小节讲解实际测试的方法，有实际测试的方法、过程还有测试波形和结果分析。我觉得值得一看。 6.3.4怎么测纹波 6.3.5怎么测时序 6.3.6电池电压为什么测不准？

  • 2024-08-01

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