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环亚国际app从PCBA到产品定型的九个步骤高效完成多款电子产品

来源:http://www.taxivugia.com 编辑:ag环亚娱乐平台 时间:2018/08/22

  作者简介:张发林,从事嵌入式系统软硬件研发工作超过20年,目前在上海未来伙伴机器人有限公司担任电子总工程师。深入理解从产品需求分析、方案论证设计、技术研发、产品化、测试认证、批量量产等各环节的难点、痛点,解决过大量研发、产品化和生产难题,参与或领导开发的多款工业自动化设备、通信设备、监控系统、物联网及机器人产品等均已投入大规模量产销售。

  一块新设计的电路板经过SMT、波峰焊或手工焊接后变成了PCBA,算是万里长征第一步。然而从PCBA到最后定型交付工厂量产,中间还需要经过一系列的测试和验证工作。很多年轻的电子工程师对于PCBA和电子产品系统调试步骤和各阶段具体要求不清楚,常常导致开发调试效率低下,甚至损毁待测电路板。更可怕的是将有功能或性能缺陷的设计转到量产阶段,给公司造成巨额损失。笔者根据多年亲身实践,总结出从PCBA到产品定型的九个步骤,高效完成了多款电子产品的研发工作。

  刚刚贴装好交付到电子工程师手上的PCBA如图一所示,有经验的工程师通过目视检查就能快速发现很多设计、物料和工艺问题,可节省大量后续调试时间。

  1.1. 仔细对照电路图,检查确认原理图、PCB图和BOM的版本和拿到手的实物是否吻合,确认PCBA实际焊接的重要元器件和电路图是否吻合等。

  1.2 检查板子上是否有锡珠锡渣,连焊虚焊,是否有明显的掉件漏焊;轻轻拔一拔个头比较大的元器件,特别是电解电容、大功率电感以及手插件,仔细观察还接位置是否居中准确,焊点是否牢固。

  1.3 注意检查电源线排列,重要IC贴装方向、二极管AK方向、极性电容的极性,接插件的缺口方向。

  本步骤相对简单,但是却极其重要,很多严重问题都是忽略了本步导致的。请务必反复核实所需要加载的的电源极性和电压,通过万用表检查各路输入输出电源与地之间是否有短路,是否有明显的阻抗异常,如有任何异常务必排除之,万不可心存侥幸。

  怀着惴惴不安的心情,估计你已经迫不及待的想给你的电路板通电工作了。好吧,可以上电,但要抱着随时壮烈牺牲的准备正确加电。将电源线负极接到实验电源的负极,确认实验电源的输出电压无误后,环亚国际app,将电源线正极轻轻搭接在实验电源接线端子的正极,不要急于用仪器观测波形和数据,只关心PCBA通电瞬间是否有异常现象,如冒烟、起火、电火花、异常气味、器件爆裂等,凯时国际娱乐。具体惨象如图三所示。如果有异常立即移开电源线,返回到第一步排查问题,待问题查明处理后方可重新进行本步骤。确认无异常后方可正式上电,观察一段时间未发现异常或存在明显发烫的IC后即可进入下一步。

  直流电压的测试非常方便,可直接测量。而电流的测量就不太方便,通常采用两种方法来测量。若电路在印制电路板上留有测试点,可串入电流表直接测量出电流的数值,然后再用焊锡连接好。若没有测试孔,则可测量直流电压,再根据电阻值大小计算出直流电流。对于存在多种电源的电路,还要测试各路电源的上电时序,如图四所示。

  需要确认处理器复位电平的极性和波形、晶振电路的频率、输入配置引脚的状态、输出控制引脚的初始状态。单片机晶振电路波形图如图五所示。

  重点关注芯片的片选信号、使能信号以及配置管脚的缺省状态是否满足要求。如图六所示的DIR_485引脚的缺省状态为低。

  、三极管、MOS管等直流静态工作点。如图七中R1和R2的阻值需要根据MOS管的参数进行计算并根据实测结果调整。

  本阶段通常需要软件驱动配合,需要用到各种专业仪器设备如信号发生器、逻辑分析仪、

  、频谱分析仪、电子模拟负载等。5.1 打通处理器调试接口,实现软件程序下载运行和状态输出;如图八所示。

  5.3 通过程序控制,驱动数字电路,观测输出信号波形、幅值、脉冲宽度、相位及动态逻辑关系是否符合要求。验证逻辑控制和通信接口功能,输入状态正确和输出状态可控;

  电路经动态调试正常之后,便可对要求的技术指标进行测量。如传输速度、误码率、无线传输距离、信噪比等进行测试并记录测试数据,对测试数据进行分析,最后作出测试结论,以确定电路的技术指标是否符合设计要求。如有不符,则应仔细检查问题所在,一般是对某些元件参数或软件配置加以调整和改变。若仍达不到要求,则应对某部分电路或配置进行修改,甚至要对整个电路重新加以修改。因此,要求在设计的全过程中,要认真、细致,考虑问题要更周全。具体测试结果如表二所示。

  系统联调的过程中最常见的问题是PCBA和结构的干涉;无线通信天线位置对通信性能的影响;散热条件恶化导致的性能下降,通信误码率导致的功能或性能下降,音视频部分受箱体的影响;负载能力不足导致的电机堵转或过热保护,系统电源供电能力不足导致的各种异常等。由于电子产品的种类繁多,需要结合系统框图进行仔细排查。某产品的系统框图如图九所示。

  当前电子产品包罗万象,集成芯片和功能电路也层出不穷,再加上嵌入式系统机械、电子和软件的高度相关,PCBA到系统联调难度都在逐渐加大。另外由于市场竞争激烈,电子产品研发周期不断压缩,这就对电子工程师的从PCBA到产品定型全过程调试能力和能力提出较高要求。电子产品的形态和具体应用的电子技术虽有不同,但调试的基本流程、步骤和注意事项高度相通,九步调试法对于各行业的电子工程师都具有一定的参考和借鉴作用。

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