物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代：PCB設(shè)計(jì)要注意的EMI和DFM問(wèn)題

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）是目前世界上增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)之一。目前，世界上有超過(guò)250億個(gè)IoT設(shè)備，據(jù)估計(jì)，在未來(lái)十年內(nèi)，將有超過(guò)1000億個(gè)IoT設(shè)備。到2030年，這相當(dāng)于地球上每個(gè)人大約擁有10到12臺(tái)設(shè)備。

隨著物聯(lián)網(wǎng)的日益普及，對(duì)啟用Internet的電子設(shè)備硬件工程師的需求比以往任何時(shí)候都更加重要。盡管許多此類(lèi)IoT設(shè)備旨在“正常工作”并且對(duì)于最終用戶(hù)來(lái)說(shuō)盡可能地簡(jiǎn)單，但設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)該結(jié)果的電子設(shè)備可能會(huì)非常復(fù)雜。有人如何應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的設(shè)計(jì)？我們有幸與在該領(lǐng)域工作了超過(guò)55年的專(zhuān)業(yè)工程師Rick Hartley聊天，討論了趨勢(shì)，常見(jiàn)挑戰(zhàn)和解決方案。

物聯(lián)網(wǎng)的常見(jiàn)挑戰(zhàn)

在設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)要注意一些常見(jiàn)的挑戰(zhàn)：信號(hào)完整性和電磁干擾問(wèn)題（EMI）。

“現(xiàn)實(shí)是當(dāng)今的設(shè)備和電路已經(jīng)變得如此之快，以至于不超過(guò)一英寸左右的電路板上的走線(xiàn)變成了高速傳輸線(xiàn)，” Hartley說(shuō)。能量增加會(huì)損害信號(hào)完整性，并使電路板無(wú)法正常工作。尋找一種控制產(chǎn)生的能量的方法是另一個(gè)挑戰(zhàn)。如果釋放，這種能量將產(chǎn)生EMI。

“您的產(chǎn)品在世界上的位置并不重要，每個(gè)人都必須通過(guò)某些標(biāo)準(zhǔn)，他們必須能夠?qū)﹄娐钒暹M(jìn)行測(cè)試，并確保它不會(huì)釋放出超過(guò)一定量的能量，”

物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)有其必須滿(mǎn)足的一套標(biāo)準(zhǔn)。為了能夠設(shè)計(jì)任何類(lèi)型的與IoT相關(guān)的電路板，工程師必須能夠滿(mǎn)足這些標(biāo)準(zhǔn)并克服任何SI和EMI挑戰(zhàn)。絕不能確保成功。

“在研究物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)時(shí)，我了解到的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是，開(kāi)始構(gòu)建設(shè)備的人中有75％至80％的人因?yàn)闊o(wú)法使設(shè)備工作而失敗并放棄了。這就是為什么設(shè)計(jì)變得如此重要的原因?！?

在物盡其用的世界中，就像物聯(lián)網(wǎng)世界一樣，信號(hào)完整性和EMI之類(lèi)的事情變得尤為重要。當(dāng)成本至關(guān)重要時(shí)，可制造性至關(guān)重要。當(dāng)被問(wèn)及重新啟動(dòng)項(xiàng)目造成的資金損失時(shí)，哈特利說(shuō)，代價(jià)是巨大的。“每次進(jìn)行EMI測(cè)試時(shí)，大約需要一萬(wàn)美元。如果要進(jìn)行兩次或三個(gè)甚至四個(gè)重?fù)?，?qǐng)查看您浪費(fèi)的錢(qián)，” Hartley說(shuō)?！暗谝粫r(shí)間把事情做好是很有價(jià)值的。”