产品设计前硬件考虑的事/示波器/EMC/EMI/热敏电阻

1.一个 复杂一点的硬件系统中   可能由 模拟电路 数字电路 高功率电路 三个部分组成。

可能是 一个MCU控制高功率   一个MPU控制数字电路  一个FPGA控制模拟电路 实际上是可以拆分成三块板子。  也可以 在一块板子上，但是在一块板子上比较考验技术，一定要做好隔离。

2.产品也一定要通过  EMC测试  （量产产品 安全第一）

4.示波器 绝对不能直接怼  市电   有A-B差分法 或者用 高压差分探头

炸机预警 ！！你不信你就用示波器直接测220V交流电试试_哔哩哔哩_bilibili

高压差分探头通过内部高阻隔离技术，将火线与零线的差分信号转换为对地信号，避免直接短路风险。例如，将探头红色端接火线，黑色端接零线，示波器可直接显示220V交流波形

A-B伪差分测量法（普通探头适用）​​

用两个探头  一个探头接火线 一个探头接零线  两个探头的地全部接地线

 3.在设计电路的时候   分模块去设计

例如：设计电源时 可以做一个电源树 ：下图是一种方法，另一种方法是 一开始是什么电源电压 然后经过什么 变成多少V的电源电压 再每个电压输出给哪些元器件 这种思维导图。

电源树：在硬件原理图设计之前，就把电源部分列出来，并且每个电源下对应所有的负载、功耗也都列出来。

接口电路设计：在硬件电路中 有  电源接口           通讯接口

电源接口时：当电源接口的EMI和MIS没设计好时，当突然有个 静电或者其他干扰时 东西很容易挂掉。

跟外界有交互的 都得做好 静电（ESD）防护

ESD防护 分为 EMI滤波 和 EMS防护

EMS:就是常说的 浪涌、静电等等.... 

所以要有 EMS防护 设计：   多级防护，逐级递减

EMI：主要是滤波。

共模电容：两个电容相连接到地

当静电或者浪涌 方向相同从24V进去时 上面的电容会导入到大地，下面的电容也会导入到大地。

电源设计的时候  电源入口处   TVS（防浪涌）、压敏电阻（放浪涌）、 滤波电容（防过流）、保险丝（防大电流）、 防反接；

顺序：先防浪涌----->电容再一边过滤---->防过流----->防反接

对于 和外界会有交互的、接触的接口 时常可能会有干扰进来， 所以一般可以设计 防浪涌 

EMS\EMC 这种防护没过  就可以考虑   电源入口   通讯接口   因为要进入的机会只有和外界交互的才有可能

  如果有辐射的 EMI  找频率比较高的一些信号源  晶振呀 网络呀 变化比较高的信号 去定位

如果不知道定位，可以关掉某一模块 然后再看EMC还有没有

ESD（静电放电）的定义

ESD（Electro-Static Discharge）是静电荷在不同电位物体间转移的现象，是电子设备面临的主要电磁干扰源之一。其特点是高电压、短时间、低能量​

EMC（Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性）

核心要求​：设备需满足“自身不添乱，外界扰不动”的双重标准，

即控制自身电磁干扰（EMI）的同时，具备抵御外界干扰（EMS）的能力

EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）

指电子设备在运行过程中产生的电磁能量对其他设备或自身造成干扰的现象；

• 分类​：
  • ​传导干扰（CE）​​：通过电源线、信号线等导体传播的干扰（如开关电源噪声）。
  • ​辐射干扰（RE）​​：通过空间电磁场传播的干扰（如路由器射频信号泄漏）。
• ​危害​：可能导致设备误操作（如蓝牙耳机断连、显示屏雪花等）

​EMS（Electromagnetic Susceptibility，电磁敏感度）

指设备抵抗外界电磁干扰的能力，即设备在特定电磁环境下维持正常工作的性能；

• ​测试项目​：包括静电放电（ESD）、射频辐射抗扰度（RS）、电快速瞬变脉冲群（EFT）

• EMC是电子设备的“合规通行证”，确保产品在电磁环境中“和谐共存”。
• ​EMI是设备成为“麻烦制造者”的风险，需通过设计主动抑制。
• ​EMS是设备抵御“外界攻击”的免疫力，需通过技术手段强化。
  三者相辅相成，共同构成电磁兼容性的完整体系，是电子产品可靠性和市场准入的关键保障
• PTC:热敏电阻。
• 

ESD管和浪涌管的区别：但本质都是TVS管 只是在作用和选型时不同

在选择浪涌管的时候看的是功率和封装，但是！ 别忘了等效电容  像电源的输入可能关系不大

但是高速信号（USB接口、HDMI接口等）如果放一个大电容的、大功率的TVS就错了，就会导致信号完全失真。网线也会经常加浪涌保护器件

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• 开关元器件不可以用于电源防护是因为 在开关元件工作时，电源电压会掉下去。
• 压敏电阻 样品需要 测试  能承受多少次的开关老化 ，有些做得好的可以几百次，不太好的就40-50次都有可能，这些没写在规格书上，是需要测试的。

浪涌防护设计：

这个一级泄放电路很经典：

D1为气体放电管，气体放电管  没击穿之前 里面是空气，其 阻值很大 但击穿之后，气体就会电离，气体电离时只需要很小的电压就会持续导通。 

假若 其规格为 最大击穿电压90V   90V以下是不会电离的  但是浪涌 突然来了一下 高于90V，那么气体放电管就已经被击穿了，此时气体放电管只需要十几V的电压就能导通，如果不接压敏电阻，且电压为十几V以上时，就会一直击穿气体放电管 ，那么电源会直接导通到地。

所以 又想使用气体放电管的 泄压特性，又不想有这个隐患 所以就需要串一个压敏电阻。

压敏电阻特性：必须达到某个电压才能导通。 那么当我的电压为45V时，压敏电阻选一个50-60V的  气体放电管选个90V的。 当浪涌来时 可以击穿俩， 但当正常使用时，会被压敏电阻限制。

但具体的需要看电路，像12V 5V的 电路， 气体放电管 维持电压都得十几V ，所以都不会选用气体放电管。

当压敏电阻失效时，就相当于不能击穿了，那么就起不到一级防护的作用了，设备就坏了，那么后级的防护就不好了，就得返修了。

此时 一级泄放除了用压敏电阻 还能用TSS\大功率的TVS 为什么用压敏，很大原因 价格会有关系。

PTC:热敏电阻，这个并不是一个很理想的器件，当PTC老化后容易阻抗升高，阻抗升高，温度就会升高，温度升高又会加剧老化，是一个恶性循环。

PPTC:自恢复保险丝

FUSE:保险丝