PCB电磁兼容设计与案例与硬件电路可靠性设计测试与案例分析培训

Posted 2021-04-02 电磁兼容EMC

课程背景

1、PCB电磁兼容设计与案例分析 上海3月，详情请留言

2、硬件电路可靠性设计、测试与案例分析 深圳3月25-27号

（1） 

据统计，PCB设计缺陷引发的电磁兼容问题占电子产品电磁兼容问题的60%以上。PCB设计缺陷引起的电磁兼容问题通常都需要通过PCB的改版才能解决，同时放在整个产品或者系统的角度去看，从PCB角度去解决产品电磁兼容问题，相对于结构或线缆等路径角度，性价比是最高的设计手段和方法，同时也是最难掌握的电磁兼容设计技术之一，因此电子产品PCB电磁兼容（EMC）设计具有独特的价值和地位。

 

课程特色

抽取的概念重要、理论分析经典:

基于培训老师近20年EMC工程经验，选择了最重要的、与实际应用联系紧密的EMC知识点进行讲解，如：PCB中的天线模型、PCB中的电流回路、PCB中的电源与地阻抗等。每个知识参考国内外多部经典、权威的EMC文献资料进行理论分析，同时结合了赛盛技术相关的工程案例与仿真实例进行论证解析。

EMC设计规则有仿真、案例支持：

如PCB时钟走线的跨分割、换参考、电源/地平面去耦电容等都有详细的案例与仿真数据支持，使学员印象深刻、铭记于心，达到学以致用、立竿见影的效果。

经典的EMC案例分享：

通过比较新的、经典的EMC案例分析，达到实战能力的提升。

 

课程收益

 

通过培训学习，学员可以掌握如下知识点：

² PCB上信号的时域与频域特性，PCB的EMC设计中，为什么有些信号需要重点关注，有些信号不需要过于关注；

 

² PCB辐射问题从何而来，PCB都隐藏了哪些辐射天线；

² PCB辐射问题从何而来，PCB都有哪些隐形的辐射激励源；

² PCB层叠设计中都需要从哪些维度去考虑EMC问题；

² PCB布局设计中都需要从哪些维度去考虑EMC问题；

² PCB布线设计中哪些因素会影响信号电流的回流路径，会带来那些EMI影响；

² PCB上地的概念，PCB的地与哪些EMC问题相关；

² PCB电源地设计中的去耦电容是不是越多越好？

² PCB设计时，如何正确使用磁珠、电容、共模电感等EMC元器件，在单板原理图阶段全面考虑电磁兼容的问题；

² 如何从PCB中考虑多种地的隔离、分割，单点连接还是多点连接；

² 如何从产品的测试结果频谱图中精确找到PCB上的噪声源及位置；

² 影响PCB电磁兼容性能的关键分布参数都有哪些？如何在工程设计中进行权衡？

 

授课对象

 

从事开发部门主管、EMC设计工程师、EMC整改工程师、EMC认证工程师、硬件开发工程师、PCB LAYOUT工程师、结构设计工程师、测试工程师、品管工程师，系统工程师。

 

课程大纲

 

(一) PCB中的电磁兼容知识点

l 电磁兼容学习者的困境

l 电磁兼容问题解决的基本思路

l PCB中信号的时域与频域特性

l PCB中的电路定律与电流模型

l PCB中的天线模型与天线理论

l PCB中的地定义与地设计基础

 

(二) PCB EMC设计关键技术

l PCB中的电源地平面设计

² 电源平面地平面在PCB EMC设计中的意义

² 信号电流如何在地平面电源平面之间形成回流路径

² 如何设计电源地平面上的去耦电容

² PCB上的电源地平面辐射模型

² 如何利用PCB上的地平面构成PCB的法拉第笼屏蔽效应

l PCB中的关键信号走线EMC设计要求

² 时钟信号跨分割的辐射触发机理

² PCB板时钟信号跨分割解决方案

² PCB时钟走线换参考平面的EMI影响分析

² PCB关键信号换参考平面的解决方案

² PCB设计中是否允许时钟信号的表层走线

l PCB的混合地设计原则

² 数模混合电路设计原理

² 数字信号干扰模拟信号的几种模式

² 接口区域地分割的原理和意义

² 接口电路PCB地分割设计方法

² 共模电感下方的地平面是否需要掏空处理

l PCB内部连接器Pin Map相关的EMC设计要求

² 产品EMC设计为什么需要考虑Pin Map

² 连接器的Pin Map设计不当会带来哪些EMC问题

² 连接器Pin Map设计的EMC要求

l PCB与机壳地的连接设计

² 数字地是否应该和机壳地直接连接

² 浮地PCB设计的EMC技术要点

² 接地产品PCB应该如何实现与机壳地的连接

相关案例分析：

² 案例：去耦电容设计不当导致的高频辐射问题案例分析

² 案例：时钟换层设计不当引起的辐射发射案例分析

² 案例：数字地与射频地设计不当引起的电源口电流法测试超标案例分析

² 案例：PCB接口地分割处理不当引起的CS测试Fail问题案例

² 案例: 产品背板Pin Map定义不合理引起的自兼容问题案例分析

 

(三) PCB基本EMC器件的选择与应用

l 常用EMC滤波器件工作原理

² 容性滤波器件的EMC原理

² 感性滤波器件的EMC原理

l 接口滤波电路如何设计

² 如何确定电源滤波电路的电感值

² 如何决定使用单极滤波还是多级滤波

² X电容、Y电容的选型注意事项

² 信号接口滤波电路的器件选型要求

² 滤波电路的PCB布局布线设计要点

l TVS管、压敏电阻特性、气体放电管、半导体放电管器件特性

l 如何选择抑制器件的参数

相关案例分析：

² n案例：电源滤波电路的滤波电容旁路效应影响EMC性能案例

²   案例：电源与信号共母板导致的E1/T1信号异常案例

 

(四) EMC测试案例与PCB设计问题分析

l 辐射发射问题中的PCB设计问题解析

² PCB上时钟走线构成辐射问题的几种方式

² PCB板上的器件本体辐射如何处理

² PCB上的电源地平面是否会构成辐射天线

² PCB 如何与对外连接线构成辐射模型

l 传导发射问题中的PCB设计关键技术点

² 开关电源的PCB传导问题模型

² 开关电源的PCB布局布线设计EMC要求

² 如何在PCB设计环节控制传导测试中的差共模噪声电流

² 信号口传导发射问题与PCB的地处理设计

l EMS测试问题与PCB设计的关键技术点

² PCB设计如何考虑ESD的影响

² EFT/CS噪声特点与PCB设计

² Surge电流的PCB设计注意事项

相关案例分析与仿真解析

² 案例：DDR时钟走线换参考导致辐射超标案例与仿真解析

² 案例：高速时钟走线PCB表层走线引起辐射发射问题案例与仿真解析

² 案例：电源滤波电路设计缺陷案例分析

² 案例：时钟电源滤波设计不当引起的PCB电源网络高频辐射案例与仿真解析

² 案例：某产品芯片电源布局布线设计不当引起的RS问题案例

 

(五) 问题解答与现场分析

l 课间休息问题解答

l 客户自带PCB、原理图、产品实物EMC问题与隐患分析

（2）

课程特色

1.案例多，案例均来自于电路设计缺陷导致的实际产品可靠性问题

2.课程内容围绕电路可靠性设计所涉及的主要环节，针对电路研发过程中可能遇到可靠性问题，针对电路设计、元器件应用中潜在的缺陷，基于大量工程设计实例和故障案例，进行深入解析

3.每个技术要点，均通过工程实践中的实际案例分析导入，并从案例中提取出一般性的方法、思路，引导学员，将这些方法落地，在工程实践中加以应用 

 

面向人群

 

硬件设计工程师，硬件测试工程师，PCB设计工程师，EMC工程师，PI工程师，SI工程师，项目经理，技术支持工程师，研发主管,研发总监,研发经理,测试经理,系统测试工程师，具有1年以上工作经验的硬件设计师、项目管理人员。

 

课程内容

第一章  与硬件电路可靠性相关的几个关键问题的分析

在硬件电路的可靠性设计中，以下8个关键点至关重要。对每个关键点，Randy均基于具体的工程实例，加以详细分析。

1. 关键点1：质量与可靠性的区别

2. 关键点2：产品寿命与产品个体故障之间的关系

3. 关键点3：硬件产品研发中不可忽略的法则

4. 关键点4：硬件电路设计中提高可靠性的两个主要方法

5. 关键点5：板内电路测试、系统测试、可靠性测试，三者间的关系

6. 关键点6：关注温度变化引起的电路特性改变，掌握其变化规律

7. 关键点7：判断是否可能出现潜在故障，最关键的判决依据

8. 关键点8：稳态和瞬态冲击对电路应力的影响及其差别，以及如何从datasheet中提取这类要求

9. 总结：针对可靠性，电路设计需要特别关注的关键点是什么？

 

第二章  电路元器件选型和应用中的可靠性

1. 钽电容、铝电解电容、陶瓷电容，选型与应用中的可靠性问题，各类电容在哪些场合应避免使用，及案例分析

2. 电感、磁珠，应用中的可靠性问题，及案例分析

3. 共模电感（共模扼流圈）选型时的考虑因素与实例

4. 二极管、肖特基二极管、三极管、MOSFET，选型与应用中的可靠性问题，及案例分析

5. 晶体、晶振，应用中的可靠性问题，及案例分析

6. 保险管应用中的可靠性问题，保险管选型与计算实例

7. 光耦等隔离元器件应用中的可靠性问题，及从可靠性出发的参数计算方法

8. 缓冲器（buffer）在可靠性设计中的应用与实例

9. I2C电路常见的可靠性问题与对策，及工程实例

10. 电路上拉、下拉电阻的阻值计算与可靠性问题，及工程实例

11. 复位电路常见的可靠性问题与案例分析

12. 元器件参数值的偏差引起的可靠性问题，及计算实例

13. 同一物料编码下多个元器件的验证，及故障案例分析

第三章  芯片应用中的可靠性 

1. 芯片容易受到的两种损伤（ESD和EOS）及机理分析、工程实例解析

2. 芯片信号接口受到的过冲及分析，工程案例解析

3. 芯片的驱动能力及相关的可靠性问题，驱动能力计算方法与实例

4. 是否需要采用扩频时钟，及其可靠性分析与案例解析

5. DDRx SDRAM应用中的可靠性问题与案例

6. Flash存储器应用中的可靠性问题与案例

7. 芯片型号导致的问题与案例分析、规避策略

8. 读懂芯片手册---学会寻找datasheet提出的对设计的要求

9. 芯片升级换代可能产生的可靠性问题，案例分析

10. 高温、低温等极限环境对芯片的压力分析、案例解析

11. 信号抖动对芯片接收端工作的可靠性影响、调试方法与案例分析

第四章  元器件、芯片的降额设计与实例分析

1. 当前企业里降额设计的工作模式

2. 降额设计的两个误区与分析

3. 降额的原理与分析

4. 降额标准与企事业单位制定本单位降额标准的方式

5. 工程设计中，关于降额的几个问题与分析

6. 元器件参数降额---电阻降额计算与分析实例

7. 元器件参数降额---电容降额计算与分析实例

8. 元器件参数降额---MOSFET降额计算与分析实例

9. 元器件参数降额---芯片降额计算与分析实例

10. 元器件参数降额---有些时候额定值不够，需要升额

第五章  时钟、滤波、监测等电路设计中的可靠性

1. 时钟电路设计的可靠性

l 时钟电路9个潜在的可靠性问题与案例分析

l 时钟电路的PCB设计要点与案例分析

2. 时序设计的可靠性问题与案例分析

3. 滤波电路设计的可靠性

l 滤波电路7个潜在的可靠性问题与案例分析

l 滤波电路设计中，最难解决的两个问题及其对可靠性的影响、解决对策

l 滤波电路PCB设计与潜在的可靠性问题、案例分析

4. 监测电路设计的可靠性

l 硬件电路设计中常用的监测方法、5个关键监测环节、工程设计实例分析

l 监测电路的可靠性问题与案例分析

第六章  电路设计中与“热”相关的可靠性

1. 热是如何影响电子产品的可靠性的？分析、计算与案例解析

2. 在电子设计中，如何控制“热”的影响---10个要点与案例分析

3. 电路可靠性设计中关于“热”的误区---7个误区与案例分析

4. 元器件连续工作和断续工作，对寿命的影响

第七章  电路保护、防护等设计中的可靠性

1. 防反插设计中潜在的可靠性问题---结合实例分析

2. 上电冲击存在的可靠性问题与案例分析

3. I/O口的可靠性隐患---5种I/O口冲击方式，案例解析与规避策略

4. 主备冗余提高可靠性---几种主备冗余的设计方法与实例

5. 多电路板通过连接器互连的设计中，潜在的可靠性问题与解决方法

6. 如何在过流保护电路的设计上提高可靠性，问题、策略与案例

7. 如何在防护电路的设计上提高可靠性，常见问题、规避方法与案例解析

8. 防护电路中TVS管应用的可靠性要点与应用实例

9. 钳位二极管应用中的可靠性问题，案例分析

10. 低功耗设计中的可靠性隐患

第八章  电源电路设计中的可靠性

1. 选择电源模块还是选择电源芯片自己搭建电源电路---这两种方案各自的优势及潜在的问题、案例分析

2. 采用集中式一级电源还是分布式两级电源，各自的优缺点

3. 电源电路最容易导致可靠性问题的几个环节---分析与案例

4. LDO电源容易产生的几个可靠性问题，及案例分析

5. 开关电源设计的六个可靠性问题---原理分析、实例波形、解决方法与工程策略

6. 提高电源电路可靠性的16个设计要点与案例分析

第九章  PCB设计、抗干扰设计中的可靠性

1. 表层走线还是内层走线，各自的优缺点，什么场合应优选表层走线，什么场合应优选内层走线，实例分析

2. 如何规避表层走线对EMI的贡献---方法与实例

3. 对PCB表层，在什么场合需要铺地铜箔？什么场合不应该铺地铜箔？该操作可能存在的潜在的可靠性问题

4. 什么情况下应该做阻抗控制的电路板---实例分析

5. 电源和地的噪声对比

6. PCB设计中降低电源噪声和干扰的策略

7. 对PCB设计中信号环路的理解---环路对干扰和EMI的影响，环路形成的方式，哪种环路允许在PCB上存在且是有益的，各种情况的案例分析

8. PCB上，时钟走线的处理方式与潜在的可靠性问题，及案例分析

9. 在PCB设计中，如何隔离地铜箔上的干扰

10. 在PCB设计中，容易忽略的、工厂工艺限制导致的可靠性问题与案例分析

11. PCB设计中，与可靠性有关的几个要点与设计实例

12. 电路设计中，针对PCB生产和焊接、组装，可靠性设计的要点与实例分析

13. 如何控制并检查每次改板时PCB的具体改动，方法与实例

14. 接地和抗干扰、可靠性的关系、误区，7个综合案例分析与课堂讨论

15. 如何配置FPGA管脚，以提高抗干扰性能与可靠性---设计实例与设计经验

第十章  FMEA与硬件电路的可靠性

1. 解析FMEA

2. FMEA与可靠性的关系

3. FMEA可以帮助企业解决什么问题

4. FMEA在业内开展的现状

5. FMEA相关的标准与分析

6. FMEA计划制定的10个步骤及各步骤的要点与实例分析

7. FMEA测试计划书---实例解析、要点分析、测试方法

8. 在产品研发周期中，FMEA开始的时间点

第十一章  软硬件协同工作与可靠性

在很多场合，电子产品可靠性的提升，若能借助于软件，则能省时省力，且效果更好。

因此硬件研发工程师需对软件有一定的了解，并掌握如何与软件部门协调，借助软件的实现，提高电子产品可靠性的方法。

本章节，Randy基于多年产品研发的工作经验，总结出若干与软件协同工作、提高可靠性的方法，并基于实际工程案例，详细解析。

1. 软件与硬件电路设计可靠性的关系

2. 软硬件协同，提高可靠性的9个实例与详细分析、策略与工程经验

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