好书共读——《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》_第四、五、六部分

chrisrh

好书共读——《硬件设计指南：从器件认知到手机基带设计》_第四、五、六部分 [复制链接]

第二、三部分过了一遍，讲的是电源、运放等，仿真较多，放到后面再仿再写，先写后面的部分。

 

第四部分：讲的是信号完整性

记录一下阅读过程中的关键点

4.1、怎么减小走线的环路电感

减小信号路径和返回路径的自感（缩短PCB走线，或增加走线的线宽或线厚）

或者增加信号与返回路径之间的互感（选择介质厚度更薄的PC层叠结构，让信号路径和返回路径更近，或者保证完整的参考平面）

 

4.2、微带线与带状线

PCB中的微带线是只有一个参考平面的传输线（表层走线）

带状线是有两个参考平面（内层走线）

 

自添加：

用微带线设计滤波器的时候，可以选好滤波器原型，然后在仿真软件中，基于LineCale计算出微带线的尺寸，通过约束，观察S-Parameters曲线，再生成相应的版图，仿真调整。

 

 

   

 

 

4.3.、特性阻抗

单位长度电容C

单位长度电感L

特性阻抗Z等于根号下L比C

 

4.4、阻抗控制

在SI9000根据线宽W、介质厚度h、介电常数、铜箔厚度的调整，使得阻抗设置为50Ω

 

阻抗匹配：最大功率和最低损耗的平衡点

 

4.5、等长走线不一定等时

等时：需要合理设计蛇形线的高度和宽度，矮胖走线，相邻走线长度小，串扰就会小。

增加走线之间的间距，3W原则。

 

容性耦合和感性耦合共同构成的干扰：

1减小平行信号走线的长度，尽量做到垂直走线；

2做好阻抗控制和端接；

3使用地线隔离，打地孔，孔的间距小于波长/10

4采用内层带状线走线

 

4.6、S参数

 

S11：输入反射系数，也称为输入回波损耗，表示信号从端口1反射回来的能量与入射能量的比值。

S22：输出反射系数，也称为输出回波损耗，表示信号从端口2反射回来的能量与入射能量的比值。

S12：反向传输系数，表示从端口1到端口2的信号传输过程中的隔离性能。

S21：正向传输系数，也称为增益/插入损耗，表示从端口2到端口1的信号传输过程中的放大或衰减情况。

 

自添加：S参数在射频、高频上用的多，单位dB，射频单位选用dB的原因，将复杂的乘除运算转换成了加减运算，0dBW = 1W = 30dBm，然后各种加减计算

 

4.7、端接电阻和阻抗匹配

两种端接方法：

1源端串接电阻，即串联端接：使源端阻抗与传输线特性阻抗匹配

串联端接的特点是低功耗，不会给驱动增加额外的直流负载

2接收端并联电阻，即并联端接：使接收端阻抗与传输线特性阻抗匹配

并联端接的特点是会增加额外的功耗，一定程度上会拉低负载端高电平的幅值

 

4.8、网铜格

FPC使用网铜铬的原因：因为网铜相比于实铜更软，因此更方便弯折，方便装机。

另一方面是方便控制阻抗，网铜格相比于实铜格可以起到增加阻抗的效果

 

 

第五部分：讲的是手机的基带

5.1、锂电池相关

充放电倍率=充放电电流（A）/额定容量（Ah）

3300mAh的电池以3300mA放电电流去放电，1h放完，放电倍率为1C，以330mA放电，10h放完，放电倍率为0.1C

 

电池电压和电量的关系不是线性的，所以用电压估计电池的通量是很粗糙的方法。

 

放电倍率越高，电池能释放出来的容量越低。比如2C和0.2C放电，2C释放1800mAh，而0.2C释放2000mAh到达3V电压。

 

5.2、电池的电源路径，分四种：

1系统电流大于充电电流：优先从电池流出供电

2系统电流小于充电电流：既能给手机系统供电，又能给电池充电

3只有电池供电：电池

4只有充电器供电：充电器

 

充电时，电流是从高电压流向低电压的，因此，电流在同一时刻，只有一个方向

 

5.3、EMC电磁兼容性

EMC分为EMS电磁抗扰度（评估自身稳定性和抗干扰能力）和EMI电磁干扰（产生干扰的强度）

解决措施3个方向：干扰源、干扰传播路径和被干扰受体

电场耦合、磁场耦合：：

1、增加距离，增加干扰方和受害方距离，可以减小耦合电容，进而降低干扰。

2、缩短耦合长度，减小两条走线平行部分的长度，相当于减少井联电容

3、静电屏蔽，金属接地屏蔽，隔离干扰方和受害方

4、降低干扰源电压

5、在干扰源源端滤波

 

5.4、实战环节讲了5个PCB布局攻略

1、射频功放与音频布局：大功率PA可能引起回流路径地线电压波动

2、充电与温控：温度的把控

3、CPU与PDN电容

4、易碎封装芯片（跌落、PCB翘曲等）

5、连接器附近的器件布局

 

5.4、DCDC开关电源电容布局重点

BUCK降压：保证输入电容靠近IC（输入回路）

BOOST升压：保证输出电容靠近IC（输出回路）

 

第六部分：讲的是测试工具及方法

6.1、使用万用表时注意档位的选取，档位会产生误差，影响对结果的读取

 

6.2、负载效应

 

 

6.3、万用表DC和AC档位的差异

当信号频率超过一定程度后，DC档测得是直流电压，AC档测得是交流电压的有效值（值的1.141/2）

 

6.4、示波器相关：测量是仍需考虑负载效应

 

 

6.5、示波器的应用，以及测试手法：注意接地弹簧和弹簧探针在测试中的应用，可提高测试准确率

6.6、采用ADC测量电池电压时，注意ADC芯片的输入阻抗，以及引起的负载效应

综上，测试过程中需要多多关注负载效应。

 

 

 

Jacktang

感觉这本书的精彩之处就在第四、五、六部分了

chrisrh

Jacktang 发表于 2024-8-27 07:42 感觉这本书的精彩之处就在第四、五、六部分了

是的，文中东西很多。铺垫讲述了许多基础知识，然后以手机的电控系统为基础介绍了一个系统工程。通过自己的工程经验，给出问题的分析思路和解决方式，希望能达到举一反三的效果，应用到别的地方。