SI4432介绍: Si4432是高度集成度单芯片无线ISM收发器件。其包括了发射机、接收机和射频收发器，让设计工程师可以有选择的设计利用里面的无线部分。Si4432提供了先进的无线功能，包括连续频率范围从240到930MHz和可调输出功率高达+20dBm。Si4432的高度集成降低了BOM，同时简化了整体设计。极低的接收灵敏度（-118dBm），加上业界领先的+20dBm输出功率，保证传输范围和穿透能力。内置天线多样化和支持调频。 典型应用连接示意图: 附件内容总体包括两部分: 官方提供的官方SI4432无线模块设计资料，包括SI4432BI电路+PCB源文件，用Mentor Graphics（PADS）软件打开，以及SI4432BI demo程序； 某网友本人对SI4432 B1版的设计，功率19.27dBm，配用10ppm的晶振，频率稳定性比较好，频率一致性很好。分享的资料包括SI4432 B1版电路、UTC-4432B1开发指南、si4432 程序等 仿真测试截图如下: SI4432 B1版电路截图: 官方UTC-Si4432B1无线模块电路截图: 官方SI4432B1版demo程序截图:

### 晶体振荡器电路+PCB布线设计指南 #### 一、石英晶振的特性及模型 石英晶振作为一种重要的频率控制组件，广泛应用于各种电子设备中，尤其是在微控制器系统中扮演着核心角色。石英晶体本质上是一种压电器件，能够将电能转换成机械能，反之亦然。这种能量转换发生在特定的共振频率点上。为了更好地理解石英晶振的工作原理，可以将其等效为一个简单的电路模型。 **石英晶体模型**： - **C0**：等效电路中与串联臂并接的电容（并电容），其值主要由晶振尺寸决定。 - **Lm**：动态等效电感，代表晶振机械振动的惯性。 - **Cm**：动态等效电容，代表晶振的弹性。 - **Rm**：动态等效电阻，代表电路内部的损耗。 晶振的阻抗可以用以下方程表示（假设 Rm 可以忽略）： \[ Z = jX \] 其中 X 是晶振的电抗，可以表示为： \[ X = \frac{1}{\omega C_m} - \omega L_m \] 这里 ω 表示角频率。 - **Fs**：串联谐振频率，当 \( X = 0 \) 时，有 \[ Fs = \frac{1}{2\pi\sqrt{L_mC_m}} \] - **Fa**：并联谐振频率，当 \( X \) 趋于无穷大时，有 \[ Fa = \frac{1}{2\pi\sqrt{\left(\frac{1}{\omega^2C_0} + \frac{1}{\omega^2C_m}\right)L_m}} \] 在 Fs 和 Fa 之间（图2中的阴影部分），晶振工作在并联谐振状态，呈现出电感特性，导致大约 180° 的相位变化。这个区域内晶振的频率 \( FP \)（负载频率）可以通过下面的公式计算： \[ FP = \frac{1}{2\pi\sqrt{\left(\frac{1}{\omega^2C_0} + \frac{1}{\omega^2C_m}\right)\left(L_m + \frac{1}{\omega^2C_L}\right)}} \] 通过调节外部负载电容 \( CL \)，可以微调振荡器的频率。晶振制造商通常会在产品手册中指定外部负载电容 \( CL \) 的值，以便使晶振在指定频率下振荡。 **等效电路参数实例**：以一个晶振为例，其参数为 Rm = 8Ω，Lm = 14.7mH，Cm = 0.027pF，C0 = 5.57pF。根据上述公式，可以计算得出 Fs = 7988768Hz，Fa = 8008102Hz。如果外部负载电容 CL = 10pF，则振荡频率为 FP = 7995695Hz。为了使其达到 8MHz 的标称振荡频率，CL 应该调整为 4.02pF。 #### 二、振荡器原理 振荡器是一种能够自行产生周期性信号的电路。在电子学中，振荡器被广泛用于生成稳定的时钟信号、射频信号等。对于微控制器来说，一个稳定且准确的时钟信号至关重要，因为它直接影响到系统的性能和可靠性。 **振荡器的基本组成**： - **放大器**：用于放大信号。 - **反馈网络**：提供正反馈使得信号循环。 - **滤波器**：用于选择特定频率范围内的信号。 **振荡器工作条件**： 1. **巴克豪森准则**：振荡器必须满足巴克豪森准则，即环路增益必须等于 1（或 0dB），并且环路总相移必须为 360° 或 0°。 2. **足够的相位裕量**：为了保证振荡器的稳定性，系统需要有足够的相位裕量。 3. **足够的幅度裕量**：振荡器还必须有足够的幅度裕量，以确保即使在温度变化、电源电压波动等情况下也能保持稳定的振荡。 #### 三、Pierce 振荡器 Pierce 振荡器是一种常见的振荡器电路，特别适用于使用石英晶振作为频率控制元件的场合。它通过一个晶体与两个电容器（C1 和 C2）连接构成，晶体的并联谐振频率决定了振荡器的频率。Pierce 振荡器的优点在于其频率稳定性高、振荡频率受温度变化的影响较小。 **Pierce 振荡器设计要点**： 1. **反馈电阻 RF**：反馈电阻用于设定振荡器的增益，确保振荡器能够启动并维持振荡。RF 的值通常较小，以保证足够的增益。 2. **负载电容 CL**：负载电容对振荡器的频率有直接影响。选择合适的 CL 值可以微调振荡频率，并确保其符合设计要求。 3. **振荡器的增益裕量**：增益裕量是指振荡器工作时的增益与其稳定振荡所需最小增益之间的差值。较高的增益裕量可以提高振荡器的稳定性。 4. **驱动级别 DL 外部电阻 RExt 计算**：驱动级别指的是振荡器向晶振提供的电流水平。过高的驱动可能会损害晶振，因此需要计算合适的 RExt 来限制驱动电流。 5. **启动时间**：启动时间是指振荡器从开启到稳定输出所需的时间。合理的电路设计可以缩短启动时间。 6. **晶振的牵引度 Pullability**：晶振的牵引度是指晶振频率受外部电容变化的影响程度。低牵引度意味着晶振对外部扰动不敏感，更加稳定。 #### 四、挑选晶振及外部器件的简易指南 在选择晶振及外部器件时，需要考虑多个因素，包括振荡频率、负载电容、温度稳定性等。 **晶振选择指南**： - **振荡频率**：确保晶振的标称频率与所需频率匹配。 - **负载电容**：选择与设计相匹配的负载电容值。 - **温度稳定性**：根据应用环境选择具有合适温度稳定性的晶振。 - **封装类型**：根据 PCB 布局选择合适的封装形式。 **外部器件选择指南**： - **电容器**：选择合适的电容值以实现精确的频率微调。 - **电阻器**：选择适当的电阻值以确保足够的反馈和增益。 #### 五、关于 PCB 的提示 PCB 设计对于振荡器的性能同样至关重要。良好的 PCB 设计可以减少信号干扰，提高振荡器的稳定性。 **PCB 设计要点**： 1. **布局**：合理布局晶振及其周边元件，尽量减小引线长度，避免形成寄生效应。 2. **接地**：确保良好的接地以减少噪声干扰。 3. **去耦电容**：在电源线上添加去耦电容，以减少电源噪声对振荡器的影响。 4. **隔离**：对于高频振荡器，应采取措施将振荡器与其它电路隔离，减少相互间的干扰。 #### 六、结论 通过对石英晶振特性的深入分析以及 Pierce 振荡器的设计要点介绍，我们可以看出，一个稳定可靠的振荡器不仅需要精心选择晶振和外部器件，还需要进行细致的 PCB 设计。只有综合考虑所有因素，才能设计出高性能的振荡器电路。此外，本应用指南还提供了针对 STM32 微控制器的一些建议晶振型号，有助于工程师们快速上手设计。希望这些信息能够帮助您在实际设计中取得成功。

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《凡亿电路-PCB封装设计指导白皮书》V2.0-最终版是一部针对电子设计工程师的重要参考资料，尤其对于PCB（印制电路板）设计者来说，该白皮书提供了详尽且实用的封装设计知识。PCB封装是电路设计中的关键环节，它涉及到元件在电路板上的物理布局、电气连接以及制造工艺等多个方面，直接影响到电路的性能、可靠性和生产成本。 一、PCB封装设计基础 1. 封装定义：封装是指将电子元器件的电气引脚与PCB上的焊盘对应，并提供机械支撑的一种结构。封装设计需考虑元器件尺寸、引脚数量、形状、排列方式等因素。 2. 封装类型：常见的封装类型有DIP（双列直插式）、SMD（表面贴装型）、QFP（方型扁平封装）、BGA（球栅阵列）等，每种封装都有其适用场景和特点。 二、封装设计原则 1. 电气规则：确保封装中的每个引脚都能与PCB焊盘正确匹配，避免短路或开路。 2. 机械规则：考虑封装尺寸、重量和热膨胀系数，保证在组装和工作过程中元器件的稳定性。 3. 工艺规则：设计应符合制造流程，如丝网印刷、回流焊接、波峰焊接等工艺要求。 三、封装设计步骤 1. 元器件选择：根据电路需求和PCB空间选择合适的元器件封装。 2. 焊盘设计：设定焊盘尺寸、形状、间距，以适应不同封装类型和焊接工艺。 3. 布局规划：合理安排元器件位置，考虑信号完整性、散热、EMC（电磁兼容性）等因素。 4. 电气连接：验证所有引脚间的电气连接，确保无误。 5. 设计验证：通过DFM（Design for Manufacturing）检查，确保设计可制造性。 四、PCB封装设计软件 1. EDA工具：如Altium Designer、Cadence Allegro、 Mentor PADS等，提供强大的封装库管理和设计功能。 2. 库管理：建立和维护元器件封装库，保证封装的准确性和一致性。 五、PCB封装设计中的常见问题及解决方法 1. 引脚短路：调整焊盘间距，优化布线。 2. 脚间电压降：优化电源和地线布局，增加电源层和地线层的面积。 3. 散热问题：合理安排大功率器件位置，使用散热片或散热孔辅助散热。 六、制造流程中的封装注意事项 1. 防止错件：使用清晰的标记和编码，避免装配错误。 2. 耐热性：确保封装能承受回流焊接和波峰焊接的温度。 3. 可测试性：设计时应考虑到元器件的可测试性，如预留测试点。 《凡亿电路-PCB封装设计指导白皮书》V2.0-最终版全面解析了PCB封装设计的各个方面，从基础概念到实际操作，为设计者提供了宝贵的指导，帮助他们在设计过程中规避问题，提升产品的质量和可靠性。通过深入学习和实践，设计者能够更好地应对PCB封装设计中的挑战，实现高效、高质量的电路设计。

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文章整理了一些关于硬件电路技术经验方面的知识，包括基础知识、制作过程以及工具的运用。

蒲导给改造的印制电路PCB制板说明模板，哈哈，也是备份 AgilentBio@2019/10/29

附件内容包括功率计硬件设计+源代码以及答辩PPT。里边有参数的详细分享，论文就不放了，虽然不是什么高端东西，但是很反感直接抄袭的行为 。我觉得放上来的主要意义就是，给初学者一个状态机编程、宏定义、数据处理优化、DMA中断高速数据采集等的一个应用实例。 这里有个问题没有很好的解决，就是电压电流通道数据有时候会串位（引起的原因是关闭重新开启了AD及DMA），但是对功率测量的影响不大。 测量数据为瞬时功率p、平均功率P和消耗的总功W。不妨说，测量精度不是太高，最好只达到了0.1W（小功率测量），误差原因ppt里有简单分析，当然在测量方案的选取上肯定也存在不足。 该功率计电路设计涉及到的重要芯片包括:STM32F103RBT6、AD780、TL071、LTC6101等。 功率计电路截图: 程序总体流程图 实物图片展示: