50个智能<span style='color:red'>硬件</span>产品研发术语通俗易懂速查手册
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50个智能硬件产品研发术语通俗易懂速查手册

　　术语是一个行业高效交流和快速沟通的媒介，也会成为一个行业的壁垒，对术语的掌握往往是评估你是否跟上了解行业的关键。　　但是，智能硬件行业有些术语已经了职场中交流沟通必备的常用语，你不知道会影响你的沟通交流。　　今天咱们把最常见的50个术语进行了通俗易懂的解释，让你轻松知道这些术语到底是什么?　　一硬件设计相关(1 - 10)　　1、原理图(Schematic Diagram)　　它是一种表示电路工作原理的图纸，用电气图形符号来展示电子元件(如电阻、电容、芯片等)之间的连接关系。　　通俗易懂的解释　　就像是一张智能硬件的 “电路图地图”。　　它用各种简单的符号代表电子元件，比如电阻就用一个小方块表示，电容像两个平行的板子。　　这张图把这些元件之间是怎么连接的都画出来，让人一看就知道电从哪里来，要到哪里去。　　比如设计智能手环，这张图就会告诉我们手环里的小电脑(微处理器)是怎么和测量运动的加速度计、测心率的传感器连接起来的，各个零件的接头该怎么接，它是设计硬件最开始要画的图，后面设计电路板就靠它打基础。　　2、印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)　　是电子设备的支撑和连接组件，通过蚀刻在绝缘材料上的导电线路来连接电子元件。　　通俗易懂的解释　　可以把它想象成智能硬件的 “骨架” 和 “血管”。　　它是一个平板，上面有一些绝缘材料，在这些材料上刻着细细的导电线路，就像小公路一样，电子元件就安装在这个板子上，通过这些线路互相连接。　　比如说电脑主板，它上面有好多层这样的线路，密密麻麻的，像 CPU、内存、各种接口这些元件都固定在上面，通过线路来传输信号，保证电脑能正常工作。　　在设计 PCB 的时候，要考虑很多东西，比如线路怎么安排才不会互相干扰，怎么才能让整个硬件系统稳定地运行。　　3、封装(Package)　　指的是将芯片等半导体器件用特定材料包裹起来的形式。　　通俗易懂的解释　　这就好比是给芯片穿上了一层 “保护衣”。　　芯片是很脆弱的，所以要用特定的材料把它包起来。　　而且这层 “保护衣” 还带有一些 “小触手”(引脚)，通过这些引脚就能和外面的电路连接。　　比如常见的双列直插式封装(DIP)，芯片两边有像小针一样的引脚，可以插到电路板上;还有小外形封装(SOP)，它比较小巧。　　像一些智能硬件为了做得小一点，会用四方扁平无引脚封装(QFN)的芯片，这种封装能让芯片体积变小。　　4、引脚(Pin)　　是电子元件(如芯片、插座等)与外部电路连接的金属导体部分。　　通俗易懂的解释　　引脚是电子元件和外面电路连接的 “小接口”，一般是金属做的。　　拿集成电路芯片来说，它上面有好多引脚，就像人的手一样，每个引脚都有自己的用处。　　有的引脚是用来接电源的，就像人的嘴巴要吃饭一样，给芯片提供能量;有的引脚是用来传输数据的，就像人的嘴巴还要说话，把信息传出去;还有的引脚是用来接收控制信号的，就像人的耳朵要听指挥。　　在连接电路的时候，一定要把这些引脚和电路板上对应的线路或者其他元件正确地连在一起，不然硬件就不能正常工作。　　5、硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)　　用于描述数字电路系统的硬件结构和行为。　　通俗易懂的解释　　这是一种特殊的 “语言”，专门用来给数字电路系统写 “说明书” 的。　　就像我们用中文写故事一样，用 HDL 可以把数字电路的硬件结构和它能干什么都写清楚。　　比如 VHDL 和 Verilog HDL 是比较常用的两种语言。　　在开发像 FPGA(现场可编程门阵列)或者 CPLD(复杂可编程逻辑器件)这些智能硬件的时候，就用 HDL 来写代码，告诉这些器件要实现什么样的功能，比如做一个能数数的计数器，或者做一个可以给数据加密的模块。　　6、布板(Board Layout)　　也叫 PCB 布局，是将电子元件在印刷电路板上进行合理放置的过程。这需要考虑元件的尺寸、形状、电气特性、散热要求等因素。　　通俗易懂的解释　　这是一个给电子元件在印刷电路板上 “安排座位” 的过程。　　要考虑元件的大小、形状，就像安排人坐座位要考虑人的身材一样。　　还要考虑元件的电气特性，比如有些元件容易受干扰，就要离干扰源远一点;有些元件会发热，就要放在通风好或者有散热片的地方。　　另外，信号之间也不能互相干扰，比如音频信号线路和数字控制线路要保持一定的距离。　　就像在一个教室里安排座位，要让大家都坐得舒服，而且不能互相影响。　　以智能音箱的 PCB 为例，功率放大器芯片发热厉害，就要把它放在通风好或者靠近散热片的地方。　　7、过孔(Via)　　是 PCB 板上用于连接不同层之间线路的金属化孔。在多层 PCB 设计中，当信号需要从一层线路传输到另一层时，就需要通过过孔来实现。　　通俗易懂的解释　　过孔就像是 PCB 板上的 “秘密通道”，是连接不同层线路的金属化孔。　　在多层的 PCB 设计中，有时候信号在一层走不通，需要到其他层去，这时候就要通过过孔来实现。　　想象一下一个复杂的智能硬件主板，有好多层线路，就像一个多层的大楼，过孔就是楼层之间的楼梯，让信号能在不同的楼层(线路层)之间来回穿梭。　　不过在设计的时候，过孔的大小和数量也很重要，要是过孔不合适，可能会影响信号的完整性，就像楼梯太窄或者太少，人走起来就不方便一样。　　8、电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility，EMC)　　是指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。　　通俗易懂的解释　　简单来说，就是智能硬件要和周围的电磁环境 “和平共处”。　　一个智能硬件在有各种电磁信号的环境里，自己要能正常工作，不能被别的电磁信号干扰得不能用了;同时自己也不能发出太多的电磁信号去干扰别的设备。　　比如智能手机里面有蓝牙、Wi - Fi 这些无线通信的模块，还有高速数字电路和模拟电路，这些东西一起工作的时候，要保证它们之间不会互相干扰，而且手机也不能对旁边的其他设备产生过多的电磁干扰，这就需要进行电磁兼容性的设计和测试。　　9、信号完整性(Signal Integrity，SI)　　指的是信号在传输过程中能够保持其正确的波形和时序的特性。　　通俗易懂的解释　　信号完整性就是要让信号在传输过程中 “保持原样”。　　就像我们传话一样，要保证从第一个人传到最后一个人，话的内容和说话的顺序都不能变。　　在高速数字电路里，像智能硬件中的 USB 3.0 以上的接口或者 HDMI 接口这些高速数据传输的地方，信号完整性非常重要。　　如果信号在传输的时候受到了干扰，或者被反射回来，或者信号变弱了，就像传话的时候有人捣乱、听错或者声音太小，就可能会导致数据出错或者通信中断，所以要通过合理的布线、让线路的阻抗匹配等方法来保证信号完整性。　　10、电源管理芯片(Power Management Integrated Circuit，PMIC)　　是一种高度集成的芯片，用于管理智能硬件设备中的电源供应。　　通俗易懂的解释　　这是智能硬件里的一个 “小管家” 芯片，它主要负责管理电源。　　就像家里的管家要管水电一样，它可以调节电压，控制电流，还能管理电池的充电。　　比如在智能手表里，这个小管家会根据手表是在待机、睡觉还是正常使用的状态，来调整电源的输出。　　这样就能延长电池的寿命，而且能保证手表里的各个芯片和模块都能有稳定的电源供应，就像每个家庭成员都能有稳定的水电供应一样。　　二软件开发相关(11 - 20)　　11、嵌入式系统(Embedded System)　　是一种嵌入到硬件设备中的计算机系统，用于控制硬件设备的运行。　　通俗易懂的解释　　嵌入式系统就像是一个藏在硬件设备里的 “小电脑”，它的任务是控制硬件设备怎么工作。　　大部分智能硬件产品都有这个 “小电脑”，比如智能空调的控制器。　　这个 “小电脑” 有硬件和软件两部分，软件部分有操作系统(像嵌入式 Linux、FreeRTOS 等)和应用程序，它们在特定的硬件平台上运行，就像在一个小房间里工作一样，通过软件来控制空调的温度、风速这些功能。　　12、固件(Firmware)　　是嵌入在硬件设备中的软件，是设备的基础控制程序。　　通俗易懂的解释　　固件是住在硬件设备里的 “基础软件管家”。　　它就像是硬件设备的 “灵魂”，比一般的软件更靠近硬件。　　它住在设备的非易失性存储器(比如闪存)里，就像住在一个不会因为断电就忘记东西的小房子里。　　以智能路由器为例，固件里有启动程序，还有实现网络协议栈的功能。　　而且固件还可以升级，就像管家可以学习新技能一样，通过升级可以修复漏洞或者增加新的功能，比如让路由器支持新的 Wi - Fi 标准。　　13、编程语言(Programming Language)　　在智能硬件软件开发中有多种编程语言可供选择。　　通俗易懂的解释　　在智能硬件软件开发的时候，编程语言就像是不同的 “工具”。　　比如 C/C++ 就像一把很锋利的 “手术刀”，效率高，能直接对硬件底层进行操作，所以在对性能要求高的地方会用，像智能摄像头里处理图像采集和处理的模块，用 C/C++ 来写能让摄像头更快地抓取和处理图像。　　Python 就像是一把 “瑞士军刀”，很方便，写起来简单易懂，在一些对开发速度要求高、性能要求没那么高的地方会用，比如智能传感器的数据预处理和简单分析部分，用 Python 写代码可以更快地完成开发。　　14、应用程序编程接口(Application Programming Interface，API)　　是一组定义好的函数、协议和工具，用于不同软件组件之间的通信。　　通俗易懂的解释　　API 就像是一组 “翻译官”，是一些已经定义好的函数、协议和工具。　　在智能硬件开发中，不同的软件组件之间要交流，就要靠这些 “翻译官”。　　比如智能门锁开发的时候，硬件厂商会提供 API，第三方开发者就可以通过这些 API 和门锁硬件交流，比如让门锁远程开锁、查询门锁状态，这样软件开发者就能更快地开发出和门锁相关的应用程序。　　15、驱动程序(Driver)　　是一种软件，用于使操作系统能够与硬件设备进行通信。　　通俗易懂的解释　　驱动程序是软件和硬件之间的 “翻译器”。　　它能让操作系统理解硬件设备，就像把操作系统的命令翻译成硬件能听懂的语言。　　以智能打印机为例，当我们在电脑上点击打印的时候，操作系统发出打印命令，驱动程序就把这个命令翻译成打印机能理解的信号，这样打印机才能工作。　　而且不同的硬件设备和操作系统就像不同国家的人，需要不同的 “翻译器”，比如 Windows、Linux、Android 系统可能需要不同版本的驱动程序来和同一个硬件交流。　　16、操作系统(Operating System，OS)　　在智能硬件中，操作系统是管理硬件资源和软件程序运行的软件。　　通俗易懂的解释　　在智能硬件里，操作系统就像是一个 “大管家”，管理着硬件资源和软件程序的运行。　　比如在智能电视里，像 Android TV 和 Linux 这些操作系统，会管理电视的硬件，像 CPU、GPU、存储设备这些，还会提供一些功能，比如进程管理(就像安排不同的软件什么时候工作)、内存管理(就像分配每个软件可以用多少内存)、文件系统(就像管理电视里的各种文件)，这样各种应用程序，像视频播放软件、游戏软件才能在智能电视上运行。　　17、软件开发工具包(Software Development Kit，SDK)　　是一组用于开发软件的工具和文档。　　通俗易懂的解释　　SDK 是一个智能硬件开发的 “百宝箱”，里面有开发软件需要的工具和文档。　　硬件厂商一般会提供 SDK，就像给开发者一个装满宝藏的箱子。　　箱子里有库文件，就像一些已经写好的代码块，可以直接拿过来用;有示例代码，就像做菜的菜谱，照着做就能开发出软件;还有调试工具，就像检查软件有没有问题的小工具。　　比如智能手环厂商提供的 SDK，开发者可以用里面的运动传感器库来开发运动监测的应用程序，用心率传感器库来开发健康监测的应用程序。　　18、调试(Debugging)　　是在软件开发过程中查找和修复错误的过程。　　通俗易懂的解释　　调试就像是给软件 “看病” 的过程。　　在软件开发的时候，软件可能会出现各种问题，就像人生病一样。　　调试就是要找到这些问题并且把它们修好。　　在智能硬件软件开发中，可以用不同的方法来调试。　　比如用硬件调试器连接到开发板，就像医生用仪器检查身体一样，通过设置断点(就像在某个地方停下来检查)、查看变量值(就像检查身体的各项指标)来看看程序是怎么运行的。　　对于复杂的智能硬件系统，还可以用远程调试工具，通过网络连接来调试运行在设备里的软件，就像远程医疗一样，比如调试智能摄像头的图像传输软件。　　19、代码优化(Code Optimization)　　是指对软件代码进行改进，以提高软件的性能(如运行速度、内存占用等)。　　通俗易懂的解释　　代码优化就是给软件代码 “健身”，让它变得更 “强壮”。　　在智能硬件开发中，硬件资源就像人的体力一样是有限的，比如处理器性能、内存大小都有限。　　所以要对代码进行优化，让软件运行得更快，占用的内存更少。　　就像减肥和锻炼让身体更健康一样。　　比如在智能手表的软件开发中，通过优化界面绘制的代码，可以让手表的内存占用少一点，界面响应速度快一点，这样手表用起来就更流畅。　　20、版本控制(Version Control)　　是一种用于管理软件版本的系统。　　通俗易懂的解释　　版本控制就像是给软件的各个版本做一个 “族谱”。　　在智能硬件开发过程中，软件会不断地修改，就会有很多个版本。　　版本控制系统，比如 Git，就像一个记录员，它会把软件代码的修改历史都记下来。　　这样开发团队一起工作的时候就很方便，比如可以轻松地回到之前的版本，就像查看家族的历史一样;还可以创建不同的分支来同时开发多个功能，就像家族的不同分支一样。　　比如在开发智能音箱的新功能时，可以创建一个新分支来测试新的语音识别算法，而不影响主版本的稳定性。　　三传感器与通信相关(21 - 30)　　21、 传感器(Sensor)　　是一种能够检测物理量(如温度、湿度、光线强度等)并将其转换为电信号的设备。　　通俗易懂的解释　　传感器就像是智能硬件的 “小触角”，它能感知周围的物理量，像温度、湿度、光线强度这些，然后把这些物理量变成电信号。　　在智能硬件产品里到处都能看到它的身影，比如智能温室控制系统里的温度传感器和湿度传感器。　　温度传感器就像一个小温度计，它能把环境温度变成电压或者电流信号，然后通过一个电路把信号传给微处理器，微处理器就像一个小大脑，根据收到的信号来控制温室里的通风设备、灌溉设备，让温室里的环境保持稳定。　　22、模数转换(Analog - to - Digital Conversion，ADC)　　是将模拟信号(如传感器输出的连续变化的电压或电流信号)转换为数字信号的过程。　　通俗易懂的解释　　模数转换就像是一个 “翻译官”，把传感器输出的模拟信号(像连续变化的电压或电流信号，就像水流一样连续不断)翻译成数字信号。　　在智能硬件里，很多传感器输出的是模拟信号，但是微处理器这个 “小大脑” 只认识数字信号。　　比如声音传感器输出的是模拟音频信号，就像我们听到的声音是连续变化的，通过 ADC 这个 “翻译官” 把它变成数字音频信号后，微处理器才能对音频数据进行数字处理，像过滤杂音、调节音量这些操作。　　23、数模转换(Digital - to - Analog Conversion，DAC)　　与 ADC 相反，是将数字信号转换为模拟信号的过程。　　通俗易懂的解释　　数模转换和模数转换正好相反，它是把数字信号变成模拟信号的过程，就像把数字语言翻译成模拟语言。　　在智能硬件产品里，比如音频播放设备中，数字音频信号从存储介质(像闪存、SD 卡)里读出来后，要通过 DAC 变成模拟音频信号，然后经过功率放大器放大，最后才能让扬声器发出我们能听到的声音。　　24、蓝牙(Bluetooth)　　是一种短距离无线通信技术，在智能硬件产品中广泛用于设备之间的连接。　　通俗易懂的解释　　蓝牙是一种智能硬件之间的 “无线小纽带”，能让设备在短距离内连接起来。　　就像两个人用蓝牙耳机会话一样，它的距离比较短。　　在智能硬件产品里经常能看到，比如智能手环和智能手机连接起来，手环就能把运动数据、心率数据这些通过蓝牙发送给手机。　　蓝牙还有不同的版本，像蓝牙 4.0 是比较省电的，适合那些很在意电量的设备，蓝牙 5.0 在传输距离和速度上更厉害。　　25、Wi - Fi(Wireless - Fidelity)　　是一种基于 IEEE 802.11 标准的无线局域网技术。　　通俗易懂的解释　　Wi - Fi 是智能硬件的 “无线高速公路”，是一种基于 IEEE 802.11 标准的无线局域网技术。　　很多智能硬件都支持 Wi - Fi，像智能摄像头、智能音箱这些。　　通过 Wi - Fi，这些设备就能连接到家里或者公司的网络，就像汽车上了高速公路一样，可以实现远程控制和数据传输。　　比如我们可以用手机上的应用程序，通过 Wi - Fi 控制智能摄像头进行远程视频监控，或者让智能音箱连接到网络听在线音乐。　　26、ZigBee　　是一种低功耗、低数据速率、短距离的无线通信协议。　　通俗易懂的解释　　ZigBee 是智能硬件之间的 “小蜜蜂信使”，是一种低功耗、低数据速率、短距离的无线通信协议。　　它主要用在智能家居系统这种地方，就像一群小蜜蜂在花丛(智能家居系统)里传递信息。　　比如在智能照明系统里，多个智能灯泡可以通过 ZigBee 协议连接起来，然后有一个像蜂王一样的中央控制器(智能网关)来统一管理它们，这样就能控制灯光的开关、调光这些操作。　　它的优点是很省电，能连接很多设备，还能自己组网。　　27、近场通信(Near - Field Communication，NFC)　　是一种短距离的高频无线通信技术，通信距离通常在几厘米以内。　　通俗易懂的解释　　NFC 是一种超短距离的 “无线小闪付” 技术，通信距离通常就几厘米。　　在智能硬件产品里，比如智能支付设备和智能手机之间，当手机靠近支持 NFC 的支付终端，它们就像两个互相认识的小卡片，快速地交换数据，完成支付，比我们用传统的银行卡刷卡支付要方便快捷多了。　　28、射频识别(Radio - Frequency Identification，RFID)　　是一种利用射频信号来识别目标对象的技术。　　通俗易懂的解释　　RFID 就像是给货物贴上的 “电子身份证”，是一种利用射频信号来识别目标对象的技术。　　在智能物流系统里，货物上贴有 RFID 标签，仓库的出入口或者货架旁边有 RFID 读写器。　　当货物经过读写器的时候，读写器就像一个扫描仪，发射射频信号，RFID 标签就像身份证一样接收到信号后，把自己带的信息(像货物编号、生产日期这些)返回给读写器，这样就能自动识别和管理货物了。　　29、红外(Infrared，IR)　　是一种不可见光，在智能硬件产品中有多种应用。　　通俗易懂的解释　　红外是一种我们看不见的光，在智能硬件里有很多用处。　　就像一个 “隐形的小信号兵”。比如智能遥控器通过发射红外信号来控制电器设备，我们按遥控器的按钮，它就发射红外信号给电视、空调这些电器，让它们工作。　　红外传感器还能检测周围环境中的红外辐射，比如在一些智能安防系统里，红外人体探测器能感觉到人体发出的红外辐射，有人进入监控区域，探测器就像一个小卫士，发出信号，触发报警装置或者通知监控中心。　　30、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)　　是一种卫星导航系统，用于确定物体的地理位置。　　通俗易懂的解释　　GPS 就像是一个 “天空中的导航小精灵”，是一种卫星导航系统。　　在智能硬件产品里，像智能手表、智能车载设备这些都用它。　　它通过接收好多颗卫星发射的信号，就像小精灵从天上的星星那里获取信息，然后算出自己的位置(经度、纬度、高度)，还能给我们提供导航功能，就像小精灵给我们指路，带我们到达目的地。　　四测试与认证相关(31 - 40)　　31、功能测试(Functional Testing)　　是对智能硬件产品的各项功能进行测试的过程。　　通俗易懂的解释　　功能测试就像是给智能硬件产品做一个 “全身体检”，专门检查它的各种功能是不是正常。　　以智能扫地机器人为例，就像检查一个小清洁工人一样，看看它清扫垃圾的能力怎么样，不管是灰尘、头发还是小纸屑这些不同类型的垃圾，它能不能有效清扫;还要看看它会不会躲避障碍物，就像小清洁工人会不会躲开家里的家具;以及电量低的时候能不能自己乖乖地回到充电座充电。　　测试的时候会模拟我们平时使用的场景，有的部分人工手动测试，有的部分用自动化的工具测试，这样才能保证产品的功能达到设计的要求。　　32、性能测试(Performance Testing)　　主要是对智能硬件产品的性能指标进行测试。　　通俗易懂的解释　　性能测试是给智能硬件产品测一测它的 “运动能力”，也就是各种性能指标。　　比如智能手机的性能测试，就像是给手机举办一场运动会。　　通过运行一些专门的软件来看看手机里的 CPU 和 GPU 运算速度快不快，这就像看运动员跑步快不快一样;还要测试电池续航能力，也就是在打电话、上网、玩游戏这些不同的使用模式下，电池能坚持多长时间，就像看运动员的耐力怎么样;另外通信性能也很重要，要看看 Wi - Fi 和蜂窝网络的信号强不强、传输速度快不快，就像看运动员的通信能力好不好。　　通过这些测试，开发者就能知道产品的性能哪里有问题，就像发现运动员的短板一样，然后进行优化。　　33、可靠性测试(Reliability Testing)　　是为了评估智能硬件产品在规定的条件和时间内完成规定功能的能力。　　通俗易懂的解释　　可靠性测试是考验智能硬件产品的 “耐力和稳定性”，看看它在规定的条件和时间内能不能好好完成任务。　　就像让智能电表在不同的环境下工作，看看它受不受得了。　　要考虑温度、湿度、电磁干扰这些环境因素对电表计量准确性的影响，就像看看一个人在不同的天气和干扰下能不能把工作做好。　　而且还要测试电表长时间运行(比如 10 年的使用寿命)的时候稳不稳定。　　通过一些特殊的方法，像加速寿命测试(就像让电表快速经历各种情况，看看它能坚持多久)、环境应力筛选(给电表一些比较恶劣的环境条件，看看它会不会出问题)，来发现潜在的可靠性问题，保证产品在实际使用的时候靠得住。　　34、兼容性测试(Compatibility Testing)　　是检查智能硬件产品与其他设备、软件、操作系统等的兼容情况。　　通俗易懂的解释　　兼容性测试是检查智能硬件产品能不能和其他的 “小伙伴”(设备、软件、操作系统等)愉快地相处。　　比如一款新的智能打印机，就像一个新同学来到学校，要看看它和不同的操作系统(像 Windows、Mac、Linux)的打印驱动程序能不能配合好，就像新同学和不同班级的同学能不能一起做活动;还要看看它和不同类型的纸张、墨盒能不能适配，就像新同学和不同的学习工具能不能搭配使用;以及能不能和其他网络设备(如路由器)正常通信，就像新同学和学校的其他设施能不能交流。　　只有通过这些测试，才能保证产品在各种使用场景下都能正常工作。　　35、安全性测试(Security Testing)　　是针对智能硬件产品的安全特性进行的测试。　　通俗易懂的解释　　安全性测试是给智能硬件产品穿上一层 “安全防护服”，检查它的安全性能。　　以智能门锁为例，就像检查一个小卫士能不能守住家门。　　要看看门锁能不能防止别人用暴力的方法打开，就像小卫士能不能挡住坏人的强攻;还要看看它能不能抵御网络攻击，现在网络上有黑客，就像有小偷想通过网络入侵来控制门锁，所以要检查门锁在网络方面的安全性;另外加密算法也很重要，就像小卫士的密码是不是足够安全。通过像渗透测试(模拟黑客攻击，看看门锁能不能挡住)、密码强度测试这些手段，来保证智能硬件产品在使用的时候是安全的，保护用户的隐私和财产安全。　　36、认证(Certification)　　是指智能硬件产品为了符合相关标准和法规，通过第三方机构的检测和认证过程。　　通俗易懂的解释　　认证就像是智能硬件产品的 “通行证”，为了让产品符合相关的标准和法规，需要通过第三方机构的检测。　　比如在欧盟销售的电子产品一般都要有 CE 认证，这个认证就像是一张门票，表明产品符合欧盟关于电磁兼容性、安全等方面的基本要求。　　在美国，电子产品可能需要 FCC 认证。有了这些认证，产品才能顺利进入市场，就像有了通行证才能进入某个国家或地区一样。　　37、测试用例(Test Case)　　是测试过程中的基本单元，是对一项特定的测试目标进行描述的文档。　　通俗易懂的解释　　测试用例是测试过程中的一个 “小剧本”，是对一个具体测试目标的详细描述。　　在智能硬件产品测试中，比如 “测试智能手环的心率监测功能在运动状态下的准确性” 就是一个测试用例。　　它里面包括测试步骤，就像剧本里的演员动作一样，比如让测试者戴着手环跑步，然后记录心率数据;还有预期结果，就像剧本的结局一样，比如要求心率数据的误差范围在 ±5% 以内。　　测试人员就按照这个 “小剧本” 来进行测试操作。　　38、测试计划(Test Plan)　　是对整个智能硬件产品测试过程的规划文档。　　通俗易懂的解释　　测试计划是智能硬件产品测试的 “作战地图”，是对整个测试过程的规划。　　它就像一个项目的蓝图，包括测试目标(要达到什么目的，比如产品功能全部合格)、测试范围(要测试哪些方面，像功能、性能这些)、测试策略(用什么方法测试，是黑盒测试还是白盒测试)、测试进度安排(每个测试阶段什么时候开始，什么时候结束)、资源分配(需要多少测试人员、测试设备)等内容。有了这个 “作战地图”，测试工作才能有条不紊地进行。　　39、自动化测试(Automated Testing)　　是指利用测试工具或编写测试脚本，让测试过程自动执行的方式。　　通俗易懂的解释　　自动化测试就像是有一个 “机器人测试员”，利用测试工具或者写好的测试脚本，让测试过程自动进行。　　在智能硬件产品开发中，有些测试任务要做很多次，很麻烦，比如对智能手表的按键功能进行多次按下和释放的测试。　　这时候就可以让自动化测试工具来帮忙，就像机器人帮忙干活一样。　　这样可以提高测试效率，减少人因为疲劳或者粗心犯的错误，而且产品更新后，也能很快地进行回归测试，就像机器人可以很快重新开始工作一样。　　40、回归测试(Regression Testing)　　是指在智能硬件产品进行修改(如修复漏洞、增加新功能)后，对修改部分及其相关功能重新进行测试的过程。　　通俗易懂的解释　　回归测试是智能硬件产品修改后的一次 “复查”。　　就像我们生病吃药后要复查一样，当产品进行了修改，比如修复了漏洞或者增加了新功能，就要对修改的部分和相关的功能重新测试。　　比如智能音箱软件更新后，要重新检查语音识别功能、音频播放功能这些，看看修改有没有带来新的问题，保证产品的质量还是稳定的，就像复查后确保病真的好了一样。　　五用户体验与工业设计相关(41 - 50)　　41、用户体验(User Experience，UX)　　是用户在使用智能硬件产品过程中建立起来的主观感受。　　通俗易懂的解释　　用户体验就是用户在使用智能硬件产品时的 “感觉”。　　它包括很多方面，就像我们去一家餐厅吃饭，从进门(接触产品包装)开始，到点菜(使用产品的过程)、吃饭(日常使用)、享受服务(产品的各种功能)，再到离开(产品的维护)，每一个环节都会影响我们对这家餐厅的感觉。　　对于智能手环来说，好的用户体验就是戴在手上很舒服，操作很简单，像通过触摸或者按几个按钮就能方便地查看运动数据、设置提醒，而且界面显示的内容很清楚，让人一看就懂。　　42、人机交互(Human - Computer Interaction，HCI)　　是研究人和计算机之间的交互方式的学科。　　通俗易懂的解释　　人机交互是研究人和计算机之间怎么 “交流” 的学科。　　在智能硬件产品里，这就像人和机器在聊天。　　以智能语音助手为例，它要听懂我们说的话，就像把我们的语音指令通过语音识别技术变成计算机能理解的指令，这就像把我们说的方言翻译成普通话;然后它还要把回答反馈给我们，通过语音合成技术把结果变成声音，这就像把计算机的回答从文字变成我们能听懂的语音。　　这个过程中，语音指令的准确性、语音反馈的自然度、对话流程的合理性都很重要，就像聊天的时候要听得懂、说得自然、聊得顺畅一样，这样才能让用户更好地使用产品。　　43、工业设计(Industrial Design)　　是对产品的外观、功能、材料等方面进行综合设计的过程。　　通俗易懂的解释　　工业设计是给智能硬件产品做一个 “全方位包装”，包括外观、功能、材料这些方面。就像设计一个智能音箱，不仅要让它看起来好看，还要考虑它的功能。　　要想想它的形状和尺寸，比如放在家里的桌子上或者书架上合不合适;外壳的材质要有质感，还要耐磨，就像给音箱穿上一件漂亮又结实的衣服;同时还要考虑怎么把扬声器、麦克风这些组件合理地放在音箱有限的空间里，让它发出的声音最好听，这就像在一个小房间里合理摆放家具，让空间利用得最好。　　44、用户界面(User Interface，UI)　　是智能硬件产品中人与设备进行交互的视觉部分。　　通俗易懂的解释　　用户界面是智能硬件产品和用户 “对视” 的部分，也就是我们看到的屏幕上的图标、菜单、按钮这些。就像一个人的脸一样，要让人看起来舒服。　　在智能手表的 UI 设计中，因为手表的屏幕比较小，所以要设计得简洁明了。　　比如把时间、日期、心率这些重要的信息突出地显示在主屏幕上，就像把最重要的五官画得最清楚一样。　　而且操作手势，像滑动、点击这些，要符合用户的习惯，就像人的表情和动作要让别人能理解一样，这样用户才能快速地使用各种功能。　　45、易用性(Usability)　　是指产品在特定的使用环境下，用户能够有效、高效、满意地使用产品的程度。　　通俗易懂的解释　　易用性就是让用户能轻松地使用产品。　　就像我们用一个新的智能灯具，最好是通过简单的开关操作或者在手机应用里有很直观的界面就能控制灯光的开关、亮度和颜色，不需要我们有很复杂的技术知识，哪怕是第一次用这个灯具的人也能很快上手，就像拿到一个新玩具，不用看说明书就能玩起来一样。　　46、产品美学(Product Aesthetics)　　主要关注智能硬件产品的外观美感。　　通俗易懂的解释　　产品美学主要是让智能硬件产品看起来 “漂亮”。　　就像给产品穿上一件漂亮的衣服，包括产品的形状、颜色、材质纹理这些方面。　　比如一款智能耳机，它的外壳可能是时尚的流线型，就像跑车的线条一样好看;材质可能是有质感的金属或者高级塑料，摸起来很舒服;颜色是当下流行的，就像穿了一件流行的衣服。　　这些因素加在一起，产品就会更吸引人，在市场上就像一个漂亮的明星，能吸引更多消费者的目光。　　47、人体工程学(Ergonomics)　　是研究人在工作和生活环境中的解剖学、生理学和心理学等因素，以设计出更适合人类使用的产品。　　通俗易懂的解释　　人体工程学是让产品适应人的身体。　　在智能硬件产品里，就像给产品做一个 “量身定制”。　　比如智能手持设备，要考虑人的手掌大小、手指能操作的范围和力度这些因素。　　就像设计智能手机，它的尺寸和重量要适合单手操作，按键和屏幕的布局要方便用户的拇指操作，这样用户在使用的时候才不会觉得累或者不方便，就像穿了一双合脚的鞋子一样舒服。　　48、设计原型(Design Prototype)　　是在产品设计过程中制作的初步模型，用于验证设计概念、测试功能和收集反馈。　　通俗易懂的解释　　设计原型是产品设计过程中的一个 “小模型”，用来验证设计的想法、测试功能和收集反馈。　　在智能硬件开发中，这个小模型可以很简单，像纸质模型，就像用硬纸板做一个智能眼镜的样子，来看看眼镜的外观形状和尺寸符不符合人体工程学;也可以是有部分功能的电子模型，比如有基本显示功能的智能眼镜电子原型，就可以用来测试用户对信息显示方式的接受程度，就像先做一个小样品看看大家喜不喜欢。　　49、交互流程(Interaction Flow)　　是指用户在使用智能硬件产品时，与产品进行交互的步骤和顺序。　　通俗易懂的解释　　交互流程是用户和智能硬件产品 “互动” 的步骤。　　就像我们去开智能门锁，当我们靠近门锁的时候，它就像一个有礼貌的小卫士，自动醒来迎接我们;然后我们可以通过指纹识别、密码输入或者手机蓝牙连接这些方式来证明自己的身份，这就像给小卫士看我们的 “通行证”;验证成功后，门锁就自动打开，同时还会给我们一些提示，像发出提示音或者亮个指示灯，告诉我们门开了。　　这样合理的交互流程可以让我们使用产品的时候更有效率，心情也更好。　　50、信息架构(Information Architecture)　　是对智能硬件产品中信息的组织和呈现方式的设计。　　通俗易懂的解释　　信息架构是给智能硬件产品里的信息做一个 “整理收纳”。　　在智能家电控制系统里，就像整理家里的东西一样，要考虑怎么把各个家电的状态信息(像开没开、工作模式是什么)、控制选项(像温度调节、风速调节)在用户界面上合理地分类和展示。　　这样用户在看的时候就能很快找到自己想要的信息，而且能清楚地理解这些信息之间的关系，就像我们在整理好的衣柜里能很快找到衣服，并且知道衣服怎么搭配一样，方便我们对产品进行操作。
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发布时间：2025-09-22 16:17 阅读量：431 继续阅读>>
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电子元件基础图解：从电阻到芯片，硬件高手必备知识

　　无论是硬件DIY爱好者还是维修技术人员，你能够说出主板、声卡等配件上那些小元件叫做什么，又有什么作用吗?如果想成为元件(芯片)级高手的话，掌握一些相关的电子知识是必不可少的。　　譬如在检修某硬件时用万用表测量出某个电阻的阻值已为无穷大，虽然可断定这个电阻已损坏，但由于电脑各板卡及各种外设均没有电路图(只有极少数产品有局部电路图)，故并不知电阻在未损坏时的具体阻值，所以就无法对损坏元件进行换新处理。可如果您能看懂电阻上的色环标识的话，您就可知道这个已损坏电阻的标称阻值，换新也就不成问题，故障自然也就会随之排除。　　诸如上述之类的情况还有很多，比如元器件的正确选用等，笔者在此就不逐一列举了，下面笔者就来说一些非常实用的电子知识，希望大家都能向高手之路再迈上一步。注：下文内容最好结合图一和后续图片进行阅读。　　01电压，电流　　电压和电流是亲兄弟，电流是从电压(位)高的地方流向电压(位)低的地方，有电流产生就一定是因为有电压的存在，但有电压的存在却不一定会产生电流——如果只有电压而没有电流，就可证明电路中有断路现象(比如电路中设有开关)。另外有时测量电压正常但测量电流时就不一定正常了，比如有轻微短路现象或某个元件的阻值变大现象等，所以在检修中一定要将电压值和电流值结合起来进行分析。在用万用表测试未知的电压或电流时一定要把档位设成最高档，如测量不出值来再逐渐地调低档位。　　注：电压的符号是“V”，电流的符号是“A”。　　02电阻器　　各种材料对它所通过的电流呈现有一定的阻力，这种阻力称为电阻，具有集总电阻这种物理性质的实体(元件)叫电阻器(简单地说就是有阻值的导体)。它的作用在电路中是非常重要的，在电脑各板卡及外设中的数量也是非常多的。　　它的分类也是多种多样的，如果按用处分类有：限流电阻、降压电阻、分压电阻、保护电阻、启动电阻、取样电阻、去耦电阻、信号衰减电阻等;如果按外形及制作材料分类有：金膜电阻、碳膜电阻、水泥电阻、无感电阻、热敏电阻、压敏电阻、拉线电阻、贴片电阻等;如果按功率分类有：1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W……等等。　　以上这些电阻都是常见的电阻，所以它们的阻值标称方法我们一定要知道，下面我就以电脑主机内各板卡上最为常见的贴片电阻为例介绍一下(其它的电阻标称方法同样)：贴片电阻的标称方法有数字法和色环法这两种。　　先说数字法，通常有电阻上有三个数字 XXX，前两个数字依次是十位和个位，最后的那个数字是 10 的 X 次方，这个电阻的具体阻值就是前两个数组成的两位数乘上 10 的 X 次方欧姆，如标有 104 的电阻器的阻值就是 100000 欧姆(即 100KΩ)、标有 473 的电阻器的阻值就是 47000 欧姆(即47KΩ);下面笔者再说一下色环法，这个标称方法是在所有电阻标称法中最普遍的(贴片外形的相对较少)，常见的色环通常有四个环，我们把金色或银色环定为最后的那一环，前三个环的颜色都对应着相应的数字，我们知道数字后就要用上面说的数字法读其阻值了，但我们一定要先知道什么颜色代表什么数字才行，所以我们一定要记住这样一个口诀——黑棕红橙黄绿蓝紫灰白，它们分别对应着0123456789，至于金色和银色分别表示 10-1 和 10-2，这两色在四色环电阻中只是标明误差值而已， 故只要了解就行了。下面我同样举两个例子说明，以便理解记忆，如标有棕黑黄银色环的电阻器的阻值是 100000 欧姆(即 100KΩ)、标有黄紫橙金色环的电阻的阻值是 47000 欧姆(即 47KΩ)。　　还有一种五色环电阻，这种电阻都是一些阻值相对较小、精度相对比较高的电阻器，由于在电脑外设中也有应用，所以我也介绍一下：它是以金色或银色为倒数第二个环，前三个色环分别是百位、十位、个位，最后一个色环是误差值，这样的电阻器的具体阻值就是前三个色环代表的三个数组成的三位数乘上 10 的负 1 次方或负 2 次方欧姆，如标有棕紫绿银棕色环的电阻器的阻值是 1.75Ω。　　关于电阻的一些基础知识也就这么多了，只是在代换时还要注意电阻的功率，通常用 1/4 或 1/8 的电阻来代换贴片电阻是没什么问题的。　　注：采用数字法的贴片电阻器多为黑色，电阻在电路中的符号为“R”。　　03电容器　　除电阻器外最常见的就是电容器了，简单地讲电容器就是储存电荷的容器。对于电容的外形可能多数搞硬件的人都知道，所以笔者只简单说一说。常见的电容按外形和制作材料分类可分为：贴片电容、钽电解电容、铝电解电容、OS 固体电容、无极电解电容、瓷片电容、云母电容、聚丙稀电容。　　其中贴片电容在电脑主机内的各种板卡上最为常见，但只有少量的贴片电容才有标识，有标识的贴片电容的容量读取方法和贴片电阻一样，只是单位符号为 pF(1000000pF=1μF)，至于多数贴片电容为什么多数都没有标识，我想可能与其不易损坏不无关系。在电脑电源盒和彩显以及很多外设中有很多瓷片电容和各种金属化电容，所以笔者也要说一下，这样的电容都属于无极性电容。它们的容量标称方法和数字型电阻一样，只是有的电容会用一个“n”，这个“n”的意思是 1000，而且它的所处位置和容量值也有关系，如标称 10n 的电容的容量就是 10000pF(即 0.01μF)、标称为 4n7 的电容的容量就是 4700pF(即 4.7n)而并非是 47000pF，至于这两种电容的耐压值，都是在电容上标出来的，如 65V、100V、400V……等(只有少数不标，但通常也都在 65V 以上)。　　下面我再说一说铝电解电容器，它的特点就是容量大且成本低，所以被广泛应用在各板卡上和电源盒中以及绝大多数的外设中。有的厂家为了降低生产成本，所以采用了很多耐压值相对比较低的电容， 比如给 5V 的电压用耐压 6.5V 的滤波电容。虽然也能用，但故障率却稍高了一些，再加上它的热稳定性不是很高，所以更换铝电解电容器是很平常的事。只是在更换时要用耐压值在实际电压 1.5 倍以上的电容器，而且还要注意正负极不能够接反，尤其是电源部分的电解电容更要注意这两点，否则就可能会发生电容爆裂事件。　　另外电容还有一个品牌问题，不同品牌的电阻只是误差值不一样而已，但不同品牌的电容就是寿命和质量的不同了，比如各种损耗和绝缘电阻以及温度系数的不同等。下面笔者就介绍几个比较好的品牌给大家：PHILIPS(飞利浦)、RubyconBLACK GATE(黑金钢)、Rubycon(红宝石)、ELNA、ROE、SOLEN、Nichicon、DECON、WIMA(此品 1μF 以上容量的电容非常贵)、RIFA、ERO，如果您实在认不好的话您只要记住凡是电容上有 C、D 两个字母(均为前缀)的电容都不要买，这样的电容都不是世界名厂生产的，甚至有些电容用在电脑板卡中可能还会造成不好的影响。这些电容只能用到对电容性能要求不是很高的产品中(比如用到 4 元钱一个的收音机中)，其在容量和其它一些性能指标上的误差非常大，就算是新出厂的产品也就能保证 4 年左右能有比较好的性能，所以根本就不能装到电脑配件中。　　注：贴片电容器多为灰色，电容在电路中的符号为“C”。　　04电感器　　电感是用线圈制作的，它的作用多是扼流滤波和滤除高频杂波，它的外形有很多种：有的像电阻、有的像二极管、有的一看上去就是线圈。通常只有像电阻的那种电感才能读出电感值，因为只有这种有色环，其它的就没有了。贴片电感的外形和数字标识型贴片电阻是一样的，只是它没有数字，取而代之的是一个小圆圈。由于电感的使用数量不是太多，故大家只要了解一下就行了。另外在一定意义上说各种变压器其实都是由电感器组成的。　　注：电感在电路中的符号为“L”。　　05二极管　　二极管属于半导体，它由 N 型半导体与 P 型半导体构成，它们相交的界面上形成 PN 结。二极管的主要特点就是单向导通，而反向截止，也就是正电压加在 P 极，负电压加在 N 极，所以二极管的方向性是非常重要的。　　从二极管的作用上分类可分为：整流二极管、降压二极管、稳压二极管、开关二极管、检波二极管、变容二极管;从制作材料上可分为：硅二极管和锗二极管。　　无论是什么二极管，都有一个正向导通电压， 低于这个电压时二极管就不能导通，硅管的正向导通电压在 0.6V～0.7V、锗管在 0.2V～0.3V，其中 0.7V 和 0.3V 是二极管的最大正向导通电压——即到此电压时无论电压再怎么升高(不能高于二极管的额定耐压值)，加在二极管上的电压也不会再升高了。　　上面说了二极管的正向导通特性，二极管还有反向导通特性，只是导通电压要相对高出正向许多， 其它的和正向导通差不太多。稳压二极管就是利用这个原理做成的，但由于这个理论说下去可能篇幅会太长，所以只做简介，您只要记住反向漏电流越小就证明这个二极管的质量越好，质量较好的硅管在几毫安至几十毫安之间、锗管在几十毫安至几百毫安之间。　　下面笔者再说一下不同的二极管的不同作用：彩显中有很多整流二极管，有四个整流二极管的作用是将 220V 的交流电变换成 300V 直流电，也就是最著名的整流桥电路，当然，有相当一部分彩显已将这四个二极管整合为一个硅堆了。不过无论是分立元件还是整合的，它们所使用的二极管都是低频二极管， 但经过开关电源电路后输出的电压就要用开关二极管或快速恢复二极管了。这一点一定要记住，因为如果用低频二极管去对高频电压整流的话是会烧掉二极管的，甚至会烧坏其它元件。不过如果是将高频二极管用到低频电路中是没有问题的。另外二极管和电容一样是有耐压值的，所以只有耐压值高于实际电压的二极管才能放心使用。稳压二极管也很常见，它能将较高的电压稳定到它的额定电压值上，但是它的接法和二极管是相反的，因为它利用的是反向导通原理。　　注：二极管在电路中的符号为“VD”或“D”，稳压二极管的符号为“ZD”。　　06三极管　　三极管的作用是放大或开关或调节，它在电脑主机中为数不多，但在显示器以及一些外设中的数量就不是很少了。它可按半导体基片材料的不同分为 PNP 型和 NPN 型，看到这大家不难理解三极管就是二个二极管结合到了一起而已。但是在这里 P 和 N 已经不是单纯的正或负极的关系了，而是分为 B 极(基极)、C 极(集电极)、E 极(发射极)，无论是 PNP 型还是 NPN 型，B 极都是控制极，只是 PNP 型三极管的 B 极要用低于发射极的电压进行导通控制，而 NPN 型三极管的 B 极要用高于发射极的电压进行导通控制罢了。另外三极管也有最大耐压值和最大功率值的，所以要尽量避免小马拉大车的情怀发生，不然的话后果可能就会很严重了。　　注：三极管在电路中的符号是“VT”或“Q”或“V”。　　07电位器　　电位器也可理解成阻值可变的可调电阻，但它并不同于可变电阻，电位器的引脚都在 3 脚以上。电位器的作用主要是调节各种信号或电压的值，除了主机中的各板卡以外，它的使用还是很广泛的，从彩显到有源多媒体音箱几乎所有设备都有电位器的存在。在通常情况下，我们最好不要去动电路中的电位器(机外各种调节旋钮电位器除外)，尤其是电源部分的，因为很多值我们在手工条件下是根本无法调节到最佳值的。当然，如果是因为损坏而一定要更换时就另当别论了，但是也一定要选用同一规格的电位器且要把它调到和原电位器差不多的条件下再试机，这样做就可保险一些了。另外电位器的制作材料也是不尽相同的，大体上分三类：金属膜电位器、合成碳质电位器、金属-玻璃釉电位器。　　注：在电路中电位器的符号为“W”。　　08三端稳压块　　稳压块的作用是将电压进行降压处理并稳定为某一固定的值后输出，如三端稳压块 7805 可将小于 35V 的电压降成稳定的 5V 输出电压，它比只使用一只稳压二极管进行稳压的电路要好得多，成本也不是很高，所以应用还是很广泛的。　　常见的三端稳压块可分为正电压稳压块和负电压稳压块两种，正电压的有 78XX 系列、负电压的有79XX 系列，它们两个是不能互换使用的，所以大家在选用时不要弄混。当然，稳压块并非只有这两个系列，而且还有四端稳压块和五端稳压块，只是在电脑系统中这两个系列最为常见罢了;另外稳压块是有小、中、大功率之分的，在代换时不要用小功率的去代大功率的，但用大功率的去代换小功率的是没有任何问题的。　　至于品牌方面也是有所讲究的，有些质量不好的稳压块的稳压值和标称值的误差是很大的，甚至有些品牌的稳压块的热稳定性能非常不好，常常引发奇怪的故障。在笔者用过的多个品牌的稳压块中有四个品牌的质量和性能算是很好的，它们分别是：ST(意法)、AN(松下)、LM(美国国半)、MC(摩托罗拉)，它们具体的品牌可从型号的前缀中看出来。　　说到保险管可能有人会说：“这有什么可说的啊?不就是细铜丝嘛!”。其实不然，保险管也是很有讲究的，保险管分为直流保险管和交流延时保险管两种，而且还有电流保险和电压保险之分，它们也是不能互换使用的，不然就很可能起不到保险作用了，甚至有时会一开机就烧保险，保险管的熔断电流一般在用电器额定电流的 1.5～2 倍之间才能起到较好的保险作用，所以在发现保险管熔断后应尽量采用和原保险管熔断电流相差不多的新保险管代替;另外保险管也是有耐压值，所以大家要格外注意，不然可能会连烧保险管的。　　注：稳压块在电路中的符号是“IC”。　　09集成块　　集成块可以说是电脑系统中各部件的主要核心部分，除了一些随处可见的模拟信号处理集成块以外，如 CPU、RAM、ROM 和南、北桥芯片以及显卡芯片等均属于集成块范畴。虽然集成块的数量多，作用最重要，但它的故障率却是最低的，如果没有高电压的“袭击”、外围元件的严重短路现象，基本上是不会损坏的，而且就算是坏掉了，有些集成块也是很难更换的。有很多人一听要更换集成块就会说万一不小心是会将新集成块被静电击穿的，其实不是所有集成块都怕人体或烙铁上的静电的，只有低电压的　　小信号处理 COMS 型集成块是怕这种静电的，所以大家不必太过于担心。
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发布时间：2025-09-18 15:47 阅读量：366 继续阅读>>
如何通过<span style='color:red'>硬件</span>电路优化降低ESD干扰
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如何通过硬件电路优化降低ESD干扰

　　在电子电路系统设计中，工程师处理ESD有时候总觉得没有头绪，主要原因是ESD测试难以量化，每次测试的结果也会存在差异，所以凭感觉处理起来很‘玄学’。 简单说起来就是ESD对系统内部存在干扰，但处理起来常常就是一团乱麻，监测不到ESD泄放路径。单从电路增加ESD防护设计维度有时候是无法达到目的，所以PCB设计是解决ESD防护问题中非常重要的一环，但必要时还是要配合ESD器件共同达到抑制的目的。　　无论是普通电路系统还是高速电路系统，对于EMC的处理都很有必要，今天就分享几个PCB Layout几个原则，可以大大减小EMC出现问题的概率。PCB布局的ESD防护思路是：敏感的信号或者电路远离静电放电测试点，信号环路面积最小化噪声耦合，降低参考地平面电位差保持信号参考电平稳定。图1.PCB Layout示意图　　如图1所示，PCB Layout设计建议参考　　1. 单层PCB设计时，设置良好的接地平面和电源平面，信号线尽可能紧靠电源平面层或接地平面，保证信号回流时的通路以最短，信号环路最小的原则。　　2. 多层PCB层叠设计必须保证比较完整的GND平面，所有的 ESD泄放路径直接通过过孔连接到这个完整的GND平面，其他层尽可能多的铺 GND。　　3. 在PCB四周增加地保护环路，关键信号(RESET/Clock等)与板边距离不小于 5mm，同时必须与布线层的板边GND铜皮距离不小于 10mils。　　4. 在电源和接地之间设计高频旁路电容，要求等效串联电感值(ESL)和等效串联电阻(ESR)越小越好　　5. 对于部分ESD 整改难度较大的IO，可将IO GND独立出来，与电源GND用磁珠连接，以防止ESD能量进入GND。　　另外，在PCB布局时做好敏感器件的保护、隔离，一些敏感模块如射频、音频、存储器可以添加屏蔽罩。但屏蔽罩的整体成本太高，ESD保护器件具有更好的性价比，但如何选用合适的ESD器件才是关键，配合PCB的线路设计达到防护目的。图2.ESD泄放路径避免能量进入保护电路　　放电事件通常通过接口(如连接线)或人工端口(如USB、音频)迫使电流 IESD (图2)迅速进入系统。使用ESD二极管保护系统免受ESD影响，取决于ESD二极管能否将 IESD 分流到地，在选用ESD器件时需要注意如下参数：　　1.工作电压 (VRWM)　　VRWM工作电压是指建议器件工作电压范围，应用电路最高电压超过该值时会导致漏电流增大，从而损坏器件和影响系统运行。建议电路应用电压≤ ESD 器件的工作电压VRWM。　　2.结电容(Cj)　　ESD器件与信号并联使用，而ESD半导体设计时的寄生电容，对于高速信号应最大限度地减小结电容Cj以保持信号完整性。　　3. IEC 61000-4-2等级(Contact discharge/ Air discharge)　　IEC61000-4-2等级体现器件在接触放电和空气放电的稳健性。接触放电是指用静电枪向ESD器件放电时该器件可承受的最大电压。空气放电是指使用静电枪空气间隙向ESD器件放电时该器件可承受的最大电压。　　4.ESD器件通道数　　ESD器件有单通道和多通道不同封装类型。多通道是内部集成多个单通道器件，根据应用需求，多通道器件可实现更小尺寸方案并节省PCB空间，当然，单通道器件可提供更高的设计灵活性。　　5.单向与双向　　双向ESD器件可同时具有正负工作电压的电路中(±3.3V等)，因此，双向ESD器件可支持数据信号在正负电压之间切换的接口(如模拟信号/RS233等)。单向ESD只有工作在正电压范围，但具有更好的负钳位。　　6. 钳制电压(Vc)　　钳制电压表示瞬态脉冲下作用于ESD器件时2端的压降，钳制电压越低意味能更好的保护后级的电子元件。瞬态测试包含静电和浪涌，不同测试条件下钳制电压不同，选型前确认具体测试需求和后级极限损坏电压，保证器件选型的合理性　　综上，要想从PCB布局+ESD二极管实现最好的静电防护，很大程度上需要从整机系统上优化设计。因为设计人员无法控制 IESD，所以降低对地阻抗是将钳制电压最小化的主要方法。设计建议如下(图3)。图3.ESD二极管PCB优化建议
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发布时间：2025-08-25 13:09 阅读量：388 继续阅读>>
广和通AI能力与产品升级，助力智能<span style='color:red'>硬件</span>企业拥抱AI新时代
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广和通AI能力与产品升级，助力智能硬件企业拥抱AI新时代

　　随着人工智能(AI)浪潮重塑全球产业格局，无线通信与AI的融合正加速推动AIoT迈入智能化新阶段。多元化的智能应用场景日益增长，对性能、功耗与成本提出更高要求。作为全球领先的无线通信模组与AI解决方案提供商，广和通(Fibocom)正通过AI平台化思维重构核心能力，推动AI与通信深度融合，为行业智能化升级注入新动能。　　广和通CEO应凌鹏表示：“过去通信模组的核心价值是‘连接’，如今我们看到AI能力正快速向终端扩展，让模组演变为具备计算、感知与决策能力的‘智能中心’。‘端云协同’正是AI与通信融合的价值体现，模组的角色正在被重新定义。”　　软硬协同，广和通全栈式解决方案驱动万物智联　　依托在无线通信、AI技术以及软硬件协同方面的深厚积累，广和通积极布局边缘计算节点，推动终端AI化进程。公司发布“AI For X”，围绕全方位AI能力、产品矩阵、行业解决方案及生态协同，赋能多行业从“万物互联”迈向“万物智联”。　　在AI应用与技术落地方面，广和通聚焦智能机器人、自动驾驶、工业控制、智慧零售等多个垂直场景，提供灵活的AI解决方案。针对轻量级AI需求，公司推出搭载语音与视觉交互能力的大模型解决方案，适用于AI玩具、智能音箱等智能设备的升级;而在端侧AI方面，广和通“星云系列”、“天擎平台”等方案支持将大模型部署至设备端，显著降低时延与功耗，提升实时响应与用户体验。　　广和通全栈式解决方案涵盖AIoT模组、AI模型、智能体、全球资费及云服务，广泛应用于智能机器人、消费电子、低空经济、智能驾驶、智慧零售、智慧能源等行业，助力客户加速数智化转型。所有解决方案基于“软硬融合、全栈协同”的理念构建，进一步巩固了广和通在AIoT平台领域的领先地位。　　AI + 垂直场景，加速终端智能化落地　　近年来，广和通积极布局智能机器人领域，旗下自研的具身智能开发平台Fibot，集成AI算法、IoT连接与自动化控制，成功助力多家国际一线机器人品牌实现产品智能升级。值得一提的是，广和通于2025年发布全球首款“纯视觉”智能割草机方案，完全不依赖物理边界或基站辅助，仅通过机器视觉与AI算法实现精准导航与避障，开创“感知即行动”的新路径。　　应凌鹏指出：“‘纯视觉’不仅是一次技术创新，更预示着智能设备发展的未来方向。”该方案已在多个欧洲国家上市，并荣获德国权威媒体Heimwerker五星满分测评，充分展现广和通AI技术的实用性与全球竞争力。　　同时，广和通也深耕5G FWA场景，推出融合AI算力与通信能力的“天擎平台”，重新定义FWA终端价值。该平台具备本地AI推理、多任务并发与设备协同能力，可作为智能家庭、远程办公、影音处理等边缘应用的“超级智能体”核心枢纽，助力运营商从“流量提供者”向“智能服务提供者”转型。　　通过“算法 + 算力”的双轮驱动战略，广和通正持续推动AI垂直场景的落地进程，展现出其从通信模组供应商向AI解决方案领导者转型的坚定步伐与前瞻布局。　　直面挑战，构建AI融合的可持续路径　　在终端AI化加速发展的趋势下，广和通洞察背后的关键挑战，并提出系统化应对策略。　　首先，针对数据安全与隐私保护，广和通从产品设计阶段贯彻“数据最小化”原则，强化本地处理能力，降低数据泄露风险，增强用户信任感;其次，面对低功耗应用场景，公司推出兼具高性能与低能耗的AI硬件方案，从芯片架构到算法层层优化，实现资源调度最优;此外，在算力资源与生态协同方面，广和通打造开放灵活的协同平台，推动客户与合作伙伴共享AI技术红利，加速多样化应用落地。　　应凌鹏强调：“我们坚持长期主义，围绕商业价值与规模化应用，聚焦端侧AI解决方案，稳步推进AI与通信的融合落地。模组作为最贴近终端的数据入口，未来也将成为AI能力释放的关键出口。”　　站在AI浪潮的十字路口，广和通将持续以AI为引擎，提供智能化底层支撑，携手全球伙伴推动AIoT产业迈向新阶段的飞跃发展。
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发布时间：2025-05-21 10:02 阅读量：722 继续阅读>>
一文了解嵌入式<span style='color:red'>硬件</span>设计的几个注意事项
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一文了解嵌入式硬件设计的几个注意事项

　　嵌入式设计是个庞大的工程，今天带您了解一下硬件电路设计方面的几个注意事项。首先，咱们了解下嵌入式的硬件构架。　　我们知道，CPU是整个系统的灵魂，所有的外围配置都与其相关联，这也突出了嵌入式设计的一个特点硬件可剪裁。在做嵌入式硬件设计中，以下几点需要关注。　　1. 电源的确定　　电源对于嵌入式系统中的作用可以看做是空气对人体的作用，甚至更重要：人呼吸的空气中有氧气、二氧化碳和氮气等但是含量稳定，这就相当于电源系统中各种杂波，我们希望得到纯净和稳定符合要求的电源，但由于各种因素制约，只是我们的梦想。这个要关注两个方面：　　a、电压　　嵌入式系统需要各种量级的电源比如常见的5V、3.3V、1.8V等，为尽量减小电源的纹波，在嵌入式系统中使用LDO器件。如果采用DC-DC不仅个头大，其纹波也是一个很头疼的问题。　　b、电流　　嵌入式系统的正常运行不但需要稳定足够的电源，还要有足够的电流，因此在选择电源器件的时候需要考虑其负载，一般留有30%的余量。　　如果是多层板，电源部分在layout的时候需电源分割，这时需要注意分割路径，尽量将一定量的电源放置在一起。如果是双面板，则走线宽度需要注意，在板子允许的情况下尽量加宽。合适的退耦电容尽量靠近电源管脚。　　2. 晶振的确定　　晶振相当于嵌入式系统的心脏，其稳定与否直接关系其运行状态和通讯性能。常见的振有无源晶振，有源晶振，首先要确定其振荡频率，其次要确定晶振类型。　　a、无源晶振　　其匹配电容和匹配电阻的选择，这部分一般依据参考手册。在单片机设计中，经常使用插件晶振配合瓷片电容。在ARM中，为了减少空间和便于布线，经常使用四角无源晶振配合贴片电容。 虽然我们对于固定晶振的匹配电路比较熟悉，但是为了达到万无一失，还是要看参考手册确定电容大小，是否需要匹配电阻等细节。　　b、有源晶振 具有更好的更准确的时钟信号，但是相比之下，比无缘晶振价格高，因此这也是在硬件电路设计中需要关注的成本。在做电路板设计时需要注意晶振走线尽量靠近芯片，关键信号远离时钟走线。 在条件允许的情况下增加接地保护环。如果是多层板，也要讲关键信号远离晶振的走线。　　3. 预留测试IO口　　在嵌入式调试阶段，在管脚资源丰富的情况下，我通常预留一个IO口连接led或者喇叭，为下一步软件的编写做铺垫。在嵌入式系统运行过程中适当控制该IO接口，从而判断系统是否正常运行。　　4. 外扩存储器　　一个嵌入式系统如果有电源、晶振和CPU，那么这就是我们熟悉的最小系统。如果该嵌入式系统需要运行大点的操作系统，那么不但需要CPU具有MMU，CPU还需要外接SDRAM和NANDFLASH。　　如果该cpu具有SDRAM和NANDFLASH控制器，那么在硬件设计上不用过多的考虑地址线的使用。如果没有相关的控制器，那么需要注意地址线的使用。　　这部分在LAYOUT的时候是一个重点，究其原因就是要使相关信号线等长以确保信号的延时相等，时钟和DQS的差分信号线走线。在布线的时候各种布线技巧需要综合使用，例如与cpu对称分布，菊花链布线、T型布线，这都需要依据内存的个数多少来进行选择，一般来说个数越多，布线越复杂，但是知道其关键点，一切迎刃而解。　　5. 功能接口　　一个嵌入式系统最重要的就是通过各种接口来控制外围模块，达到设计者预设的目的。常用的接口有串口(可用来连接蓝牙，wifi和4G等模块)，USB接口、网络接口、JTAG接口、音视频接口、HDMI接口等等。　　由于这些接口与外部模块连接，做好电磁兼容设计是重要的一项工作。除此之外，在LAYOUT的时候注意差分线的使用。　　6. 屏幕　　这个功能之所以单独列出来，是由于其可有可无。如果一个嵌入式系统只是作为一个连接器连接外围设备模块，通过相关接口连接到电脑主机或者直接挂在网络上，那么屏幕就不需要了。　　但是如果做出来的是一个消费类产品，与用户交互频繁，这就不得不唠叨几句。电容屏幕是嵌入式屏幕的主要部件，在电路设计中需要注意触屏连接线和显示屏连接线的布局。　　在走线的过程中尽量短的靠近主控cpu，同时注意配对信号走差分线，RGB控制信号走等长。各种信号走线间距遵循3W规则，避免相互干扰。在屏幕的设计中，一定要确保功率和防止干扰，以防屏幕闪屏和花屏现象的出现。
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发布时间：2025-05-14 09:13 阅读量：564 继续阅读>>
<span style='color:red'>硬件</span>工程师应记住的10大软件技巧
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硬件工程师应记住的10大软件技巧

　　嵌入式系统设计不仅需要了解硬件，还需了解软件是如何影响硬件并与硬件进行交互的。设计硬件所需的范式可能与设计软件完全相反。当从硬件设计转向包含软件的设计时，硬件工程师应牢记以下十个技巧。　　01流程图第一，实现第二　　当工程师首次迈入软件开发领域时，会有一种强烈的诱惑力促使他们立刻投入工作并开始写代码。这种做法就好比在电路逻辑图还未完成前就试图设计印刷电路板(PCB)。在着手开发软件时，抑制一上来就想写代码的冲动至关重要，应首先用流程图制定一个软件架构图。这样的方法会使开发人员对应用所需的不同部分与组件形成一个概念，就像电路逻辑图可以告诉工程师需要哪些硬件元件一样。这样可确保程序整体建立在良好的组织和深思熟虑之上，减少程序调试时间，从长期看，这样做还可以节省时间、省去麻烦。　　02使用状态机控制程序流程　　状态机是20世纪最伟大的软件发明之一。一个应用程序往往可被分为多个状态机，每个状态机都控制该应用程序的特定部分。这些状态机都拥有自己的内部状态和状态转换，从中可看出软件如何与各种激励相互作用。用状态机来设计软件，可简化软件的开发，使之模块化、可维护，并易于理解，相关文章请移步此处:谈谈单片机编程思想——状态机。现在已经有多种资源来演示状态机理论和算法。　　03避免使用全局变量　　在函数式编程的年代，函数要先于形式，程序员的唯一目标是尽可能地让程序按预期方式快速运行，而不用考虑程序结构或可重用性。这种编程范式会毫无顾虑地使用全局性变量，程序中的任何函数都可能修改它。其结果就造成了变量被破坏的几率增加或变量被误用。在新推荐的面向对象的范式中，应在最小的范围内定义变量并封装它们，以防止其他函数的误用或破坏。因此，建议限制使用全局变量的数量。在C语言中可用外部关键字标识这些变量。　　04充分利用模块化特性　　无论问哪一名工程师，项目的哪部分最有可能延迟交付并超出预算，答案都是软件。软件往往是复杂的，且难以开发和维护，尤其是当整个应用都存在于单个文件或松散关联的多个文件中时。为了改善可维护性、可重用性及复杂性，强烈建议程序员充分利用现代编程语言的模块化特性，将常用功能分解成模块。以这样的方式分解代码，程序员就能着手建立函数与特性库，然后在一个接一个的应用中重用它们，从而通过连续测试而改善代码质量，同时也减少了开发时间，降低了开发成本。　　05保持中断服务例程的简单性　　中断服务例程用来中断处理器对当前代码的执行，而去处理刚刚触发中断的外围设备。无论何时执行中断，都需要一定的开销，用于保存当前程序的状态并运行中断，然后将处理器回归原程序状态。现代处理器要比多年前的处理器快得多，但仍需要考虑此花销。一般情况下，程序员都想把中断运行时间降至最低，以避免干扰主代码。这意味着中断应该短而简单。中断中不应调用函数。此外，如果中断变得过于复杂或耗时，那么就应该只在必要时利用中断做最少量的工作，例如，将数据载入缓冲区并设置一个标志，然后让主代码处理输入的数据。这样做可保证大多数处理器的时间用于运行应用，而不是处理中断。　　06使用处理器示例代码进行测试　　设计硬件时，构建原型测试电路总是有益的，这样可确保工程师对电路有正确的理解，然后再做电路板布局。这在设计软件时也同样适用。硅片制造商通常都有示例代码，可用来测试微处理器的各个部分，这样工程师们就可判定该部分的工作情况。此方法使人们明确知道应该如何设计软件体系架构，以及可能碰到的任何问题。在设计初期了解可能存在的障碍，比在产品交付前的最后几小时才发现它们要好得多。这是预先测试一段代码的好方法，但需提醒的是，制造商代码往往不是模块化的，要经过彻底的修改才可用于实际应用。随着技术的进步，也许某一天芯片供应商会提供可用于生产的代码。　　07限制功能复杂度　　工程学中有一个旧词叫“KISS”——保持简单和直接。无论在处理何种复杂的工作时，最简单的方法就是把它分解为更小、更简单、更易处理的任务。随着工作或功能变得越来越复杂，人们要准确无误地记录所有的细节也变得更困难。在写一个函数时，其复杂度在当时看似适中，然而还必须考虑到，6个月后当工程师进行维护时，还需要查看代码。测量函数复杂度(如循环复杂度)的方法很多，现在已经有工具可以自动计算某个函数的循环复杂度。由经验可知，函数的循环复杂度保持在10以下是最理想的。　　无论在处理何种复杂工作时，最简单的方法就是把它分解为更易处理的任务。　　08使用源代码存储库并频繁提交代码　　人都是会犯错误的，写代码时也会犯错。这就是为什么开发人员使用源代码存储库是如此重要。源代码存储库可使开发人员“存入”一个好的代码版本，并描述对该基础代码所做的修改。这不仅使开发人员可以复原或追溯到的旧版代码，还可以比较旧版代码之间的不同。如果开发人员做的一系列修改破坏了系统，只需点击一下即可恢复好代码版本!请谨记，如果不频繁提交代码，存储库就不会达到预期目的。如果做了不可修复的改变，过两周才提交代码再恢复的话，就会造成大量工作和时间的损失!　　09代码注释　　在紧张的软件开发中，开发人员很容易把注意力集中在编写和调试代码上，而忽略做详细的注释。在压力之下，注释工作往往拖到最后，因为开发人员认为这是最后的一件事。然而，趁代码在你脑中记忆犹新时就做注释是至关重要的，这样做可使其他开发人员或以后你自己读懂注释，理解代码是如何工作的。　　10使用Agile开发流程　　无论做何种类型的工程设计，都建议先设定并遵守某种流程，以便质量和成本都保持稳定的并能按时交付。软件开发人员已成功使用Agile开发流程开发高质量软件，这一流程可按任务的优先顺序做开发。优先级别最高的任务在指定的时间内首先完成，这被称为迭代。这种方法的好处是可以使软件开发流程保持顺畅，还可以根据结果和客户的需要，使需求和任务适应每一次迭代并做相应的修改。
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发布时间：2025-05-06 17:56 阅读量：634 继续阅读>>
兆易创新GD32G5新系列MCU打造3.5kW直流充电桩解决方案——永铭电容器提供可靠<span style='color:red'>硬件</span>保障
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兆易创新GD32G5新系列MCU打造3.5kW直流充电桩解决方案——永铭电容器提供可靠硬件保障

　　11月，兆易创新全新推出基于GD32G5系列高性能MCU的3.5kW直流充电桩方案，其系统采用单颗MCU控制前级图腾柱PFC与后级全桥LLC两级拓扑，实现96.2%的峰值效率和低至2.7%的THD，满足新能源充电桩的高效性与稳定性要求。　　随着充电桩方案的升级，对内部元器件的性能要求也更加严苛。永铭与兆易创新深入沟通，详细了解其具体需求后，成功研发出符合3.5kW直流充电桩方案要求的高性能电容器，并已成功应用。以卓越的品质助力打造更高效、更可靠的充电系统。　　解决方案 · 液态基板自立型铝电解电容器　　液态基板自立型电解电容器CW6系列在兆易创新3.5kW直流充电桩方案中表现出卓越的性能，其耐大纹波电流和高可靠性完美适配充电桩严苛的工作环境，助力提升充电系统效率和寿命，为新能源充电技术的稳步发展提供可靠支持。　　· 耐大纹波电流：在充电桩的PFC和LLC电路中，有效应对大电流负载下的电能转换需求，减少电路中的纹波电流损耗，提升系统整体效率，助力实现96.2%的峰值效率。　　· 长寿命：液态基板自立型铝电解电容器能够稳定运行于高负载和高压环境(250VDC~450VDC)，满足充电桩对长时间稳定运行的要求，为充电设备的可靠性和维护成本优化提供支持。　　· 频率特性：在70kHz频率下，液态基板自立型铝电解电容器表现出较低的ESR，能够有效实现滤波效果，确保充电桩在高频拓扑结构中的稳定运行，提升其电源系统的性能和可靠性。　　解决方案 · 液态引线型铝电解电容器　　永铭LK系列铝电解电容器不仅优化了充电桩的整体性能，还为系统设计提供了更高的灵活性与可靠性。· 小体积：紧凑的设计提供高性能，有效节省了电路板空间，适应充电桩对高功率密度的需求，为系统轻量化和模块化设计提供更多可能。· 耐高频大纹波电流：在PFC和LLC拓扑结构中，有效应对大电流运行的负载需求，减少纹波电流引起的功率损耗，提升系统效率并助力实现96.2%的峰值效率。· 高频低阻抗：在高频环境下快速响应电路需求，降低高频电流引发的热量损耗和电压波动，为电路的稳定性和可靠性提供保障，同时满足充电桩对电能质量的严苛要求。　　解决方案 · 多层陶瓷片式电容器　　多层陶瓷片式电容器在电路中主要用于高频去耦和噪声抑制，能够快速响应高频电流需求，提升电磁兼容性(EMC)。· 优异的高频滤波性：有效降低谐波干扰，增强电路稳定性。· 快速储能和释放能力：能在负载突变时减少瞬态电压波动，保护其他元件免受高频冲击影响;进一步保障了MCU和驱动芯片等敏感元件的正常运行，提升信号完整性与系统可靠性。　　总 结　　上海永铭电子始终致力于为客户提供高质量、高性能的电容器产品。未来，我们将持续加大研发投入，不断提升产品性能，为芯片方案商提供可靠的电容解决方案。如您有样品测试或其他需求，可扫描下方二维码，我们将安排人员第一时间为您处理!
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发布时间：2024-12-18 10:17 阅读量：831 继续阅读>>
士兰微：新一代分体空调核心外机驱动系统<span style='color:red'>硬件</span>平台
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士兰微：新一代分体空调核心外机驱动系统硬件平台

　　围绕多元创新产品，士兰微电子为客户提供一站式的系统解决方案。以家用分体空调核心外机驱动系统为例，士兰微电子设计的“新一代分体空调核心外机驱动系统硬件平台”具有高集成度、高可靠性、小型化、高频化等特点。整体板面尺寸较上一代平台减小23%。基于新一代硬件平台更新的同时，我们还为客户提供先进且灵活的软件变频驱动算法设计服务，以及高效且全面的自动化系统测试评价服务。　　新一代68160系列 / MCU　　芯片整体全新升级芯片引脚兼容国外友商产品;　　使用自主研发全新双核ARM Mstar处理器架构，支持浮点及三角函数运算;　　对比上一代58128系列产品，运算能力提升80%以上，为多电机和高载频控制提供充足的运算资源;　　更高的集成度与扩展性芯片提供更高的集成度，集成多路运放及比较器，充分简化外围电路;　　提供更高的扩展性，68160最多可同时控制三台三相电机和一个通道的两相交错PFC。　　新一代SDH8326BS / AC-DC　　全新的大功率Buck电源设计满足稳态450mA，峰值750mA输出;　　可适用于电子膨胀阀方案;　　小型化贴片SOP16封装设计，提升散热能力，满足自动化贴片生产需求。　　DIP26系列/DIP-2V系列 / IPM　　压机驱动——DIP26系列IPM模块有带DBC和全塑封两种方案可供选择，以便于设计优化。　　风机驱动——2V系列IPM模块提供3A/4A/6A等多种电流规格可选，封装外型有插件或贴片可供选择;　　模块内置欠压，过流，过温，温度输出等功能;　　对比上一代25系列模块外形尺寸减小30%;　　VB端子和VS端子在芯片同侧使电路版图设计更方便，实现小型化。　　PFC系统 / PFC　　PFC系统载波频率的高频化，有效降低PFC电感值50%，成套器件最高可以支持75KHz载波频率应用。　　全新IGBT——SGTP30V60FD2PU使用士兰第五代工艺制作，具有更低的导通损耗和开关损耗。　　最新高速栅极驱动电路——SDH21695内部集成了欠压、过流、使能等功能，保护响应传输时间从500ns缩减至200ns。
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发布时间：2024-08-21 10:12 阅读量：1193 继续阅读>>
瑞萨Quick Connect Studio实现颠覆性改变，赋予设计师并行开发软<span style='color:red'>硬件</span>的能力
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瑞萨Quick Connect Studio实现颠覆性改变，赋予设计师并行开发软硬件的能力

　　全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE：6723)宣布其基于云的嵌入式系统设计平台Quick Connect Studio推出全新功能并扩展产品覆盖范围。Quick Connect Studio让用户能够以图形化方式实现硬件和软件的协同优化，从而快速验证原型设计并加速产品开发。　　瑞萨Quick-Connect Studio扩展升级　　提供实施代码定制和远程调试功能　　Quick Connect Studio助力工程师能够在云平台上以图形方式拖放器件和设计模块，从而创造自己的解决方案。在放置每个模块后，用户可以自动生成、编译和构建基础软件，这是向无代码开发范式的重大转变，使得构建量产级软件就像拼接积木一样简单，仅需很少的前期学习或投资。云端算力带来快速编译功能，直观的GUI降低了学习曲线。Quick Connect Studio能够自动生成可在硬件上进行迭代的系统软件。　　瑞萨将继续拓宽这一平台，让用户得以获取瑞萨及其合作伙伴日益丰富的产品组合，助力原型系统的搭建。Quick Connect Studio目前支持所有瑞萨RA MCU板以及多种瑞萨无线模块和传感器。不仅如此，其还纳入了艾迈斯欧司朗(ams OSRAM)、TDK和Arducam等合作伙伴的产品，进一步扩大了所支持的应用与设计范围。Quick Connect Studio现已能够帮助用户借助瑞萨MCU和分立板卡构建超过350个系统。同时，瑞萨也在与更多的供应商及合作伙伴携手，以自动集成更加丰富的器件，从而为客户带来更全面的产品组合支持，满足他们的系统设计搭建需求。　　瑞萨面向Quick Connect Studio用户推出实时代码定制和远程调试功能。自动生成的代码可在浏览器应用程序中进行实时定制。利用丰富的远程电路板卡，能够在目标硬件上动态测试代码，以便在购买或构建物理电路板和建立测试系统之前验证操作。这种功能通过并行设计系统的软件和硬件组件，大幅加快了系统概念验证和系统解决方案原型的过程。　　瑞萨现可在全球范围内提供多区域安全基础架构部署，以获得一致的用户体验、更快的响应速度，和更低的延迟;由此实现了自动扩展，以适应多个并发用户随时随地访问平台。　　DK Singh, Vice President, Digitalization for Renesas表示：　　“Quick Connect Studio是面向业界推出的变革性产品——它首次赋予了工程师们并行开展硬件与软件开发的能力。我们的目标是消除系统开发过程中的一切前置准备工作——这是一次颠覆性的改变，使设计人员能够将资源和精力集中在核心创新之上，迅速搭建软件，从而实现对产品创意的快速重构与测试。”　　Sahil Choudhary, Director of Marketing at TDK表示：　　“瑞萨通过Quick Connect Studio助力客户加速概念验证与生产流程。一旦集成至这一平台，客户就可以将我们的MEMS 6轴运动传感器与任何瑞萨RA MCU无缝集成，在几分钟内生成可用于生产的代码，而无需深入研究复杂的技术细节。”　　瑞萨的Quick Connect Studio是瑞萨Quick Connect的一部分，Quick Connect作为一个标准化硬件平台，具有PMOD™、Arduino和MIKROE等业界通用接口。通过标准连接器，工程师可以混用并无缝搭配MCU、MPU、传感器和连接板。未来，用户将能够从瑞萨延伸、扩展至不同的合作伙伴，如主要云服务提供商、服务集成商，和开源社区的引领者。
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发布时间：2024-04-17 09:39 阅读量：999 继续阅读>>
安森美：储能系统<span style='color:red'>硬件</span>设计与器件选型，这些硬核产品方案速速收藏！
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安森美：储能系统硬件设计与器件选型，这些硬核产品方案速速收藏！

储能系统在建设低碳世界的过程中发挥着关键作用，也是目前最蓬勃发展的工业应用之一，在应用方面与光伏系统和电动汽车充电站密切相关。在爆款文章《关于储能系统设计，你必须要知道的这些干货细节》中，我们介绍了储能市场概况以及系统设计框架，本文则将进一步聚焦储能硬件设计和元器件选型，介绍安森美(onsemi)提供的先进产品和解决方案。解决方案概述三相I-NPC是功率转换系统中常见的双向拓扑结构，以匹配不断增加的母线电压。与三相半桥等两电平拓扑相比，I-NPC需要更多的元器件和驱动信号，复杂的开关方案也对设计者提出了挑战。但其优点是显著降低开关损耗，降低电流纹波，减少EMI等。NXH600N65L4Q2F2是一款包含I-NPC逆变器的高性能650V IGBT PIM。它被设计用来承受两个方向的大电流，最适合100kW以上的商用功率转换系统。去饱和(DESAT)是大功率转换中首选的重要保护措施之一。 它可以通过尽快关闭开关来防止 IGBT/MOSFET 因短路而损坏。NCD57000集成了去饱和检测功能，当VCESAT达到目标值时，内部软关断(STO)MOSFET被激活，放电栅极电容器，以减少由高dV/dt引起的过压应力和损耗。此外，这款单通道栅极驱动器具有高拉/灌电流(4A/6A)、5kVrms电隔离以及其他保护功能，如欠压锁定(UVLO)、有源米勒箝位等。通常，辅助电源的设计基于反激式拓扑结构，使用初级侧调节、QR(准谐振)反激式控制器。NCP1362 是用于低功耗离线 SMPS 的初级侧 PWM 控制器。使用NCP1362 的最大优点是无需光电耦合反馈，从而提高了电源的可靠性。此外，它还能在低 VDS 时关闭开关，从而提高效率并减少发热。初级侧PWM准谐振控制器，NCP1362, SOIC-8封装初级侧准谐振反激控制器无需次级反馈电路谷值锁定准谐振峰值电流模式控制优化轻载效率和待机性能多种保护功能电池储能系统的以太网接口分布式储能系统通常由数百个功率转换系统(PCS)和控制单元组成。现代的控制中心必须适应更为复杂的连接解决方案，以满足日益增长的节点和计算需求。安森美推出的NCN26010是市场上首批符合802.3cg标准的控制器之一，提供以下优势：优秀的抗干扰能力，其噪声抗干扰能力超过IEEE 802.3cg标准要求，能够支持50米以上的通信距离。减少高达70%的线缆使用，并将安装成本降低多达80%减少软件维护成本EliteSiC，1200 V MOSFET，M3S系列新型 1200 V M3S 平面碳化硅 MOSFET 系列针对高温运行进行了优化改善寄生电容，适合高频运行RDS(ON) =22 mΩ @VGS=18 V*超低栅极电荷 (QG(TOT))=137 nC*高速开关，具有低电容特性(COSS =146 pF)*提供开尔文源极连接*点此可了解更多安森美EliteSiC第二代1200 V碳化硅MOSFET M3S系列产品。场截止第七代，IGBT，1200 V新型1200V沟槽型场截止第七代IGBT系列沟槽窄台面与质子注入多重缓冲技术提供快速开关与低饱和压降VCE(SAT)类型改善寄生电容，适用于高频运行通用封装目标应用 - 能源基础设施、工厂自动化IGBT功率集成模块(PIM)，I-NPC内置650V / 1000V IGBT / 二极管高工作电流内置负温度系数热敏电阻低电感布局高效及更高的功率密度采用场截止技术的极高效沟槽结构如何选择栅极驱动器电流驱动能力：开关的导通和关断实际上是输入输出电容器的充放电过程。更高的灌电流和拉电流能力意味着更快的导通和关断速度，最终带来更小的开关损耗。故障检测：栅极驱动器不仅用于驱动开关，还能保护开关甚至整个系统。例如，欠压锁定(UVLO)可确保栅极驱动器的电源处于良好状态，去饱和(DESAT)用于检测短路，有源米勒箝位可防止在快速开关系统中出现误导通。点此可阅读NCD(V)57000/57001 栅极驱动器设计笔记，了解保护功能。抗扰性：共模瞬态抗扰度(CMTI)是指栅极驱动器输入和输出电路之间共模电压上升或下降的最大容许速率，它决定了该产品是否可用于快速开关系统。大功率系统以非常快的变化率运行，例如大于100 V/ns时会产生非常大的电压瞬变。隔离栅极驱动器需要能够承受高于额定电平的CMTI，以防止低压电路侧产生噪声，并防止隔离势垒失效。传播延迟：传播延迟是指从输入10%到输出90%的时间延迟(供应商之间可能有所不同)。这种延迟会影响器件之间的开关时序，这在高频应用中至关重要。设置死区时间可以避免直通乃至进一步损坏，死区时间设置得越少，开关损耗就会越小。兼容性：在新项目中，如果没有重大设计变更，引脚对引脚的替换总是首选。选择规格和封装相似的栅极驱动器有利于快速设计。当然，并非每一点都需要遵循。例如，与 IGBT 不同，碳化硅 MOSFET 的输出特性更像可变电阻，没有饱和区，这意味着普通的去饱和检测原理不起作用。作为解决方案之一，通常使用电流传感器来检测过流，或使用温度传感器来检测异常温度。NCP51561 碳化硅隔离栅极驱动器4.5 A/9 A 峰值拉电流/灌电流36 ns 传播延迟，8 ns 最大延迟匹配5 kV 电隔离，CMTI≥200 V/ns双通道设计8毫米爬电距离的SOIC-16WB封装NCD57080 隔离型大电流栅极驱动器高电流峰值输出(6.5 A/6.5 A)欠压锁定(UVLO)，有源米勒箝位3.5 kV 电隔离，CMTI≥100 V/ns典型 60 ns 传播延迟单通道设计8毫米爬电距离的SOIC-8WB封装双向AD-DC常用拓扑结构三相全桥变换器电路简单，控制容易且较少元器件开关需承受全母线电压和尖峰电压需要大容量变压器，增加了成本和终端系统尺寸建议使用宽禁带器件以减少总谐波失真(THD)和电感器尺寸单相/三相图腾柱变换器提高效率、减少电磁干扰(EMI)和总谐波失真(THD)，并减少每个周期内开关数量开关数量少，功率密度高需要使用宽禁带器件以减少恢复损耗过零点噪声、共模噪声三相三电平变换器三电平配置可降低总谐波失真(THD)和(部分)开关上的电压应力更多的栅极驱动器和更复杂的控制效率更高，成本更高光伏逆变器设计中经过验证的架构双向DC-DC常用拓扑结构升/降压变换器扩大充/放电电压范围，提高电池使用效率在充/放电时实现双向功率转换器件较少，控制简单可根据电池电压选择使用双有源桥变换器运行移相调制，以实现高负载下的零电压开关(ZVS)由于两级中电流的不匹配导致意外损耗移相、变压器、频率等方面的复杂设计以达到预期效率在高频/高压运行中，首选宽禁带元件在大功率情况下减小输出脉动电流以减少输出电容器尺寸隔离转换以确保安全CLLC 谐振变换器在LLC的基础上增加一个电容器以实现双向转换复杂的调频和无源选择，以实现双向高效率 .需要额外的 DC-DC 转换以确保高效情况下达到宽输出范围，在整个负载范围内，效率优于 DAB隔离转换以确保安全
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发布时间：2024-03-27 14:43 阅读量：1141 继续阅读>>

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