一个电气工程师进入电子行业的总结-硬件篇
专业基础课程：
1、模拟电子线路
论述，二极管，三极管电路，运放，两运放仪表运放，三运放仪表运放，恒流源，线性电源，buck，boost，滤波器。
2、数字电路
论述，74系列，cd系列接口器件。
3、电路分析基础
论述，尤其一阶，二阶电路，分析ems，emi。例如感性负载的分析，pmos驱动是产生负高压，nmos驱动是产生正高压。npn驱动继电器，继电器驱动电机，npn三极管为什么会坏。
这都需要一阶，二阶电路的分析方法
4、电磁兼容
论述，我在进入电子行业，面临大量的ems，esd问题，emi问题不复杂。笔者第一次进入电子行业，一听说，emc，吓得半死，什么都不懂，其实很重要。曾经由于自己的工装受干扰，气缸动作，压着手指。惨。
电磁兼容分为EMS,ESD,EMI
1、EMS就是不被别人弄死。如不考虑，在生产测试过程中，带点插拔，容易弄坏几个，短暂接错线就烧毁。也是很难把不良率控制在1%以下。有时甚至达到5%的不良率。对于量产来说，出货风险100%。必亏。
2、ESD就是静电，就笔者的经验，ESD设计不考虑的话，不良率很难下降到1%以下，即使元器件是原装进口。尤其是中小企业，生产过程不可能很正规。
3、emi就是不把别人弄死。就个人经验这个比较难的原因就是没法摸底。设备很贵。上述两个都可自测。而且很多东西看起来像天书。
现在分别论述：
一、ems（抗扰度）
总结起来就是高能正负高压浪涌，低能量群脉冲，反接，直流系统的接口对VCC短路，对GND短路。
1、其中群脉冲，需购买设备，较佳。其他可自己搭建，比emc标准电压更高，脉冲更宽。
群脉冲说起来很神秘，对于刚入行的我，主要是我把元器件理想化了，例如电源输入端的弄个大的电解电容就认为高枕无忧。其实电容都有其工作的频段。超过其频段，其性质都要发生变化。
要解决群脉冲的问题，应注重共模电感，磁珠（分布电容小的一圈电感），小值高频电容（ESL小的）的使用。在设计电路要有不同频段的电容和不同频段的电感接力滤波的概念。
建立大地才是真正的地的概念。高频干扰脉冲，跑不到大地，就只能跑到你的控制板。所以y电容有一定作用。
共模干扰，会导致单片机复位和误动作。在工控方面还是要重视的。
2、高能正脉冲，通常来自内部npn，nmos驱动感性负载，或外部底边驱动的感性负载造成。
此脉冲能量等级高，容易打坏，劣质开关电源，电源侧电容，7805，单片机等。
对于跟我一样的外行，在设计电路时，VCC不是你想象中的12V或24V。不是理想化的。是由你的TVS管或压敏电阻决定。你的TVS管设计是22V那么你就要考虑22V时的情况。
输入电容的耐压，7805的耐压或lm2596的耐压，和vcc直接相连的继电器三极管，nmos都需要考虑。
3、高能负脉冲，通常来自内部pnp，pmos驱动的感性负载，或外部高边驱动的感性负载。或模拟反接。
这个单片机侧易处理，但是接口电路要考虑。例如npn+续流二极管，反压抗不住。途径，地->PN结（be，6V击穿）->PN结（bc）->续流二极管->VCC，直接烧毁三极管尤其是sot-23的三极管。
续流二极管需串联一个小值电阻。或其他续流方法。nmos有寄生二极管，反接负载会通电。
4、根据笔者经验，7805系统抗扰度，不如buck，lm2576。主要原因buck电源，高压侧电流不连续，低压侧电流连续。高压侧的开关管有一定的隔离作用。但是buck电源需处理emi问题。
不过我还是推荐成本不敏感的工控板用buck+线性电源，或buck+buck+线性电源（有运放的系统）。
5、接口电路，对VCC短路。
nmos，这种对vcc短路，一下就烧，推荐数字量输出使用bsp75，bsp78，ncv8402.
6、接口电路，对gnd短路。
pmos，这种对gnd短路，一下就烧，推荐数字量输出使用ncv8450.驱动电磁阀，接触器用途无压力。
二、esd（静电）
各个接口电路都要考虑。把各个接口当作输入，用双二极管，或稳压管，加RC电路搞定。这一项对无键盘，液晶系统容易，但是带键盘液晶的，无经验。
三、emi（电磁发射）
1、笔者曾有三款产品，其中主要分析频谱，都是单片机的晶振谐波，电源是7805，超标的都是高频部分。实际上高频超标的系统，群脉冲也不好最多c类(车规iso7637)。
这一项，和群脉冲有类似的地方，主要是小值电容，磁珠，共模电感（我这三款产品没用），要有分段接力滤波的概念。
2、在电路设计时去耦电容设计两个焊盘+加一个串联焊盘，这样emi不过，可以加元件，不改pcb。
3、buck电源，前面预留一级LC滤波，开关管预留并联rc的焊盘，续流二极管预留rc并连焊盘。基本能搞定。不需要共模电感。LM2576.
4、养成单片机io都要串电阻的习惯，加小值电容的习惯。其中电阻靠近单片机。单片机是大的辐射源。例如spi总线都要串电阻。能用就行。
5、如果做工控板，可以考虑4层板，电子行业的成本概念是基于量产的，工控板，量小，要考虑稳定性。
目前淘宝100x100的4层板打样200元，10片，1片20元，企业做自用设备，成本还是很低完全不用省。
通常小企业的老板对几百元一般还是过得了关的，就说没量一块板要20元，没量就是贵。跟模具开模费比九牛一毛
四层板，多一个电源层，地层，布线非常舒服。比二层板好布很多。两层板布电源线非常不好布，都想把外部集成电路挤在一起。
6、降低emi的其他措施：
一、根据电磁场就是由交变电流产生的原理。
（1）di/dt，dv/dt，dr/dt
其中降低di，dv，就是降低用电量
例如7805，5V的1ma的变化，最终导致VCC的1ma的变化。对于buck来说，用电量越低，充电越少。
对于单片机来说，内部能不用的模块就不用，关闭之。adc采集速度越慢越好，定时器不用就关闭，能休眠就休眠。
对于接口电路，三极管能用1m就饱和，就不用2ma。能用mos管就用mos管，mos管驱动电流相比三极管更低。
对于dr来说，就是二极管和开关元件。如不需要很高的开关速度，就并联rc续流回路。
二、没有器件是理想的，但是有接近理想的器件。
1、能用贴片用贴片
贴片电容，贴片电感，贴片电阻，更接近理想器件。
2、充分学习利用新技术器件。
（1）去耦电容，可以使用三端电容。电解电容，可以考虑高分子固体电容器，高分子聚合物电容。都比铝电解电容优秀。就是耐压低了点，要保护。
（2）电感，有一体化电感。
3、培养分段滤波的概念。
三、我们的大地才是我们的零点位，这些高频的东西有往大地跑的趋势，因为电的特性就是往阻力小的地方跑。
所以接大地的y电容有意想不到的效果。 |
楼主
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完全精通，好难