个人对做硬件开发的一些整理

DYDXP

前些天对硬件设计做了些归纳，请大佬们补充
6 S7 @5 O5 b/ I+ g! t3 @3 m

一，元器件选取：

功能总体规划，确定不同接口确定总io口数量，预留一定的引脚确定mcu型号。

1：是否符合功能需求（电性能（最大电压，电流，频率等），使用环境（温度，湿度，海拔气压，运输条件等等），使用频次（降额设计），参数稳定性，失效模式，供应商能力（优先大品牌大公司的，专业的电子采购网站，最后考虑有翻新，无规格书的淘宝），寿命，降额设计等等），

2：成本（可靠性，性能综合考虑）与采购周期，是否是大批量在使用的，减成本的合理性（PCB太薄容易弯曲，fr4改成22f板子太长热胀冷缩定位不上），账期等

3：可替代性，有专业的采购最好了

普遍性 采购方便，向上兼容

二，原理图设计

1，接口插座防呆设计，PCB对称美也要考虑安装防呆，

2，模块化设计减少试错风险，

3，电源设计是否符合各功能模块的最大电流需求，

4，信号传输电平是否匹配，

5，软件升级(烧写口接到只充电的Usb口），

6，关键测试点的增加，第一次调试兼容性的设计适当增加0欧姆的跳线，

7，在关键信号线以及关键器件旁备注走线要求及电路模块的功能说明，

8，低功耗设计（选用功耗低的集成芯片（包括静态功耗和动态功耗），采用低电压的电源、降低电路中的电压降（纹波要求不高优先采用效率高的dcdc)，根据功能设计关机时电源全部切断的电路让最小元件处于待机模式，上拉电阻，电池采样电阻在满足性能的要求下往大去，为提供最优的软件低功耗算法提供可靠的硬件连接要求，选用高密度电池），

9，一些接口为了电磁兼容预留防雷，抗静电，电容滤波等电路的设计，

10，对模拟小信号放大电源电路优先考虑电池供电。

11，未用单片机io口接地处理。

12，感性元件电机，继电器开关电路续流二极管的增加，保护开关部件

13，版本号修改点的记录

三，PCB设计 pads-四层板：接口EMC布局的整体的合理性（高速低速，数字模拟，小信号电路的位置，射频部分电路位置）

1：可制造性（采用回流焊工艺还是波峰焊工艺，焊盘设计是否符合相应的加工工艺要求，布局是否利于拼版加工，机插元件距离是否符合机器要求的距离走线过孔粗细是否满足供应商的制造能力要求，主要就是供应商的制造能力和工厂加工设备的能力。元器件尽量远离螺丝孔，螺帽下方也不要走线会拧断，MARK点的增加）。

2，可靠性（线宽是否满足最大电流，最大温度的需求，是否有足够的降额设计，阻容元件放的太边缘是否会在掰板时损伤的风险），对热敏电阻尽量远离电源等热源还要放在通风的地方（不带壳没影响带壳了温度就会上升好几度，前期产品定义时就要考虑）

3，电磁兼容设计（如晶振，时钟线不要太靠板边及其他弱信号旁边，小信号线走地包裹或者走干扰小的内层，开关环路尽可能做到最小，无孤立铜皮，电容摆放位置（容值小的靠近IC端容值大靠近电源侧），滤波电容的过孔在电容侧）

4，热设计，对发热大的电源或者开关管增加散热铜皮或者散热片，大电流走线阻焊开窗上锡。

5，敏感电路布线（低噪声-音频，高准确度-精密仪器，弱信号-光电转换，高分辨率-传感器） 容易受干扰的电路部分，

（1）导线中间距离距离线宽10倍以上可以避开98%以上的电场耦合，

（2）敏感线与相邻线中间增加接地线（防护布线），防护布线中间加接地过孔，进一步降低电场耦合

（3）10M以上的高阻抗点（有相邻高压线）避免电路板漏电的影响，保护环（将敏感部分包围画一圈地或者等电位区），将漏电电流吸收到地

6，高压电路布线：开隔离槽，，旁边弱信号增加接地保护环

7，功率电子线路 线宽与电流的匹配

8，射频等高速电路 传输距离达到信号最高频率波长10分之一以上 阻抗匹配 等长匹配

射频电路对PCB材质的要求如介电常数

(元器件布局尽量顺畅，走线短而直，减少线路突变走圆弧线，少占空，不与其他信号线相交，在射频信号线周围增加尽可能多的接地过孔，对阻抗有要求的网络做板时标注，射频部分尽量保证地和电源平面的完整性，天线旁边无铜箔等金属物)

地线应尽可能粗。如果可能的话，PCB的每一层都应该尽可能地接地，并且地线应该连接到主地线。应制作更多的接地过孔，以尽可能降低接地阻抗。   射频电路的电源尽量不要分平面。整个电源层不仅增加了电源层对射频信号的辐射，而且容易受到射频信号的干扰。所以电源线或平面一般采用长条形，根据电流大小进行加工。在满足当前容量的前提下尽量加厚，但不能无限加宽。处理电源线时，一定要避免环路。   电源线和地线的方向必须与射频信号的方向平行，但不能重叠。最好在有十字架的地方使用垂直十字架。   2.4 交叉处理     如果可能，RF 信号和 IF 信号应与地交叉。   当射频信号与其他信号走线交叉时，尽量沿着它们之间的射频走线布置一层与主地相连的地。如果不可能，请确保它们已交叉。这里的其他信号走线还包括电源线。

6，版本号修改点的记录

四，电路板及整机测试。

1，功能测试，是否符合设计目标。

2，白盒级测试，针对关键硬件模块，如电源，时钟等进行白盒测试。电源：输入电压范围测试，低压极限功能，高压极限功能，电源过压保护，电源短路保护，电源纹波等。关键节点电流，电压是否有超元器件规格书。射频功率，接收灵敏度是否满足，是否有频偏等。对安全要求高的还会做开短路测试。示波器、频谱分析仪，网络分析仪等仪器，测试方法的正确性，地线环路最小，制定专门sop，步骤规范化保证测试的正确性。

示波器选取参数 带宽，采样率，存储深度

3，环境测试（保证基本功能，传感器在不同温度下线性度会有变化，软件可以根据温度做修正），高温低温工作，温度循环，高温低温启动。

4，电磁兼容测试，静电，浪涌，群脉冲辐射等。

5，振动跌落，模拟海上环境运输等实验。

五，失效分析，

失效模式——电子产品失效现象的表现形式。如开路、短路、参数漂移、不稳定等

样机研发阶段和售后返修。样机阶段大概率是设计不合理，批量后根据失效机理电应力损伤，机械应力，电过应力损伤，过电流，过电压，化学污染等不同原因提出维修意见（卤族元素污染led)，确认是自己设计原因还是供应商原料问题，并为更新换代的产品设计提供参考依据。

xygongkui

兼容性：要确保所选取的元器件与PCB板和其他组件的兼容性。这包括电气兼容性、机械兼容性、热兼容性等方面。
成本：在满足性能和可靠性要求的前提下，要尽可能降低元器件的成本。这可以通过选择合适的元器件规格、批量采购、优化设计等方式实现。

Dc2023061310a

跟大佬好好学习

gfgf1033

学习一下学习一下

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学习一下学习一下

ly1427

签到

枫雨声

学习！！！！！！！

lynnzhen

学习一下
学习一下

duzz

非常好的总结

ming222

厉害，总结得很好，学习了

6940

学习中、6666666

dafeima

各位大神，有菜鸟区么，祈求老鹰带小鸟入门的那种

DC-13355

积分

DYDXP

dafeima 发表于 2024-2-5 21:04
6 W( Y2 ~/ L- g# o, a$ {各位大神，有菜鸟区么，祈求老鹰带小鸟入门的那种

2 I- c- A( }; p* @慢慢来，很多靠时间和经验积累
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