上篇博客与各位网友方向分享了PCB设计的个人习惯和经验。接下来,我与大家一起总结下我制作过的四块PCB电路,虽然都是一次开板成功,但是在后期的调试中出现了不同程度的问题。
同样这篇文章主要面向PCB初学者,大神请一笑而过。
我处女作品的功能是摄像头采集道路信息控制模型车自主驾驶的主板,在后期的测试中出现了两个问题,分别是高速视频A/D电路和电机驱动电路。先说下A/D电路,采用TI公司的8位高速视频AD芯片,之前在洞洞板上测试电路使用的是内部的基准电压,电路正常工作。在设计PCB时为了对比下使用外部与内部基准电压的区别,就在电路上加了0欧姆电阻预留了两种电路结构。可是后来的测试情况是两种电路都无法正常工作,反复对比datasheeet里的电路,并未发现电路上问题。后来发现如果用焊锡取代0欧姆电阻连接预留测试焊盘,电路就能正常工作。后来百度了0欧姆电阻,做如下推测,AD芯片使用的是有源的8M晶振,频率上属于高频范围了,0欧姆电阻在高频情况下呈现电感的特性,从而影响了AD芯片的正常工作。还有一个问题是电机驱动的问题,当时考虑到散热问题,采用了直插封装的N_MOS管,后期调试发现对于100A以下的电机,mos管发热不严重。但是电机驱动模块安装的位置不合适,直插的封装容易碰撞后弯曲,在一次调试中的碰撞后,驱动的上臂桥和下臂桥碰在一起短路了,火花浓烟瞬间喷薄而出,还好电机驱动与系统之间有隔离,不然白花花的银子要烧光了。
第二件作品是帮一位学长设计的,当时时间特别紧,两天把板子设计好发给工厂制作,眼睛看白 {MOD}墙壁都是红蓝两 {MOD}。后来听学长说这块板子调试起来没问题,还取得了全国二等奖的好成绩。对这块电路我也不清楚后续调试是否有问题,所以我就跳过了。
第三件是我爱不释手的一件作品,这个必须上图
这个模块实现的功能:采集角速度、角加速度数据。数据交给处理器处理解析姿态变化。
这件作品是我第一次接触到焊盘在芯片下面的封装,遇到的问题是封装画太小了,导致用热风枪焊接三个成品只有一个可以工作。后续使用都很正常,暂未出现bug。
最后一件作品是2014年4月设计的,整个系统在后期调试遇到了两个很有特点的问题,也希望网友们可以避免这些问题。第一个问题相对简单,设计电路的时候重要的传感器尽量别连接到控制器的JTAG引脚,因为你不知道会遇到什么蛋疼的问题。但是当时系统引脚快不够了,我就选择将一个运算放大器接到了JTAG的一个引脚上,自认为就用IO口读取高低电平,没使用复用功能应该没问题。后来调试发现,JTAG引脚直接导致运放无法正常工作,后来百度下要修改IO配置。第二个问题太隐晦,害我查了很久,有一个传感器在调试的时候经常突然失效。当时第一反应更换传感器,但是结果还是一样。又怀疑当时使用的是超低噪声的电源芯片,200mA输出太小带不动传感器,查阅Datasheet后,传感器工作电流50mA,绰绰有余,侥幸的更换更大电流的电源芯片后,结果还是一样。就这样debug了第三天,终于出现了曙光。调试的过程中发现不使用无线串口或使用有线串口,传感器就一直能正常工作。通过反复实验证明,确实是无线串口影响了传感器的工作。当时设计的时候在板子上对靠的很近的I2C和USART做了处理,两者互不干扰。但是在三维空间上却没考虑到两者靠太近。这也是我之前说的设计PCB电路板需要大局观,关注了二维忽视了三维,希望各位网友不会出现像我这样的bug,debug的过程太痛苦了。
以上是我对于我遇到的问题的总结,希望与各位网友相互学习进步。