Σχεδιασμός PCB φορητού μετρητή EMF: Ακεραιότητα σήματος, διάταξη και κατασκευή PCBA

Μια φορητή πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) μετρητή ηλεκτρομαγνητικών πεδίων (EMF) είναι ασυνήθιστη επειδή τα ηλεκτρονικά που κατασκευάζονται μπορούν να δημιουργήσουν τα ίδια είδη πεδίων που προορίζεται να ανιχνεύσει το όργανο. Οι ρυθμιστές μεταγωγής, τα ρολόγια MCU, οι δίαυλοι οθόνης, τα USB, τα ασύρματα ραδιόφωνα και τα LED υψηλού ρεύματος ή οι βρόχοι βομβητή μπορούν όλα να γίνουν εσωτερικές πηγές παρεμβολών. Η διάταξη της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, η αρχιτεκτονική ισχύος και η τοποθέτηση του μηχανικού αισθητήρα έχουν επομένως άμεση σχέση με την ποιότητα των μετρήσεων.

Ο όρος μετρητής ηλεκτρομαγνητικών πεδίων καλύπτει επίσης πολλά διαφορετικά όργανα. Ένα προϊόν μπορεί να μετρά ηλεκτρικό πεδίο χαμηλής συχνότητας, ένα άλλο πυκνότητα μαγνητικής ροής και ένα άλλο ηλεκτρομαγνητική ενέργεια ραδιοσυχνοτήτων. Αυτές οι μετρήσεις απαιτούν διαφορετικούς αισθητήρες, εύρος ζώνης και αναλογικά front-ends. Η κατασκευή θα πρέπει να διατηρεί την κυκλοφορούσα αρχιτεκτονική αντί να αντιμετωπίζει κάθε μετρητή ηλεκτρομαγνητικών πεδίων ως μια γενική πλακέτα αισθητήρων.

Η Highleap Electronics μπορεί να υποστηρίξει σχέδια που ανήκουν σε πελάτες με κατασκευή PCB, προμήθεια εξαρτημάτων, συναρμολόγηση SMT/THT, επιθεώρηση, προγραμματισμό και λειτουργικές δοκιμές που ορίζονται από τον πελάτη. Οι παρακάτω ενότητες επικεντρώνονται στις επιλογές κατασκευής που βοηθούν μια ομάδα μηχανικών να μεταφέρει ένα όργανο χαμηλού θορύβου από πρωτότυπο σε επαναλήψιμη παραγωγή PCBA.

Οι μετρητές ηλεκτρικού πεδίου, μαγνητικού πεδίου και RF χρειάζονται διαφορετικά μπροστινά άκρα

Η πρώτη απόφαση σχεδιασμού είναι η ποσότητα που μετριέται. Ένας αισθητήρας ηλεκτρικού πεδίου μπορεί να δώσει προτεραιότητα σε πολύ υψηλή σύνθετη αντίσταση εισόδου και ελεγχόμενη χωρητικότητα. Ένα όργανο μαγνητικού πεδίου μπορεί να χρησιμοποιήσει ένα πηνίο λήψης, μια συσκευή Hall ή έναν άλλο μαγνητικό αισθητήρα. Ένας μετρητής RF μπορεί να χρησιμοποιήσει μια κεραία ή έναν αισθητήρα πεδίου ακολουθούμενο από μια αλυσίδα ανιχνευτή ευρείας ζώνης ή περιορισμένης ζώνης. Ακόμα και όταν η διεπαφή χρήστη φαίνεται παρόμοια, οι απαιτήσεις της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος μπορεί να είναι εντελώς διαφορετικές.

Ένα ουσιαστικό RFQ θα πρέπει επομένως να αναφέρει τη διεπαφή αισθητήρα/αισθητήρα και την προβλεπόμενη ζώνη μέτρησης. Αυτές οι πληροφορίες ενημερώνουν τον κατασκευαστή εάν ένα φαινομενικά δευτερεύον εξάρτημα είναι στην πραγματικότητα ένα ακριβές, χαμηλής διαρροής ή κρίσιμο για τις ραδιοσυχνότητες εξάρτημα και εάν η στοίβα PCB χρειάζεται καθορισμένη σύνθετη αντίσταση ή απλώς καλή γείωση χαμηλής συχνότητας.

Το ψηφιακό τμήμα είναι συνήθως συμβατικό—MCU, οθόνη, καταγραφή δεδομένων, USB, προαιρετικό Bluetooth και διαχείριση μπαταρίας—αλλά πρέπει να τοποθετείται γύρω από το τμήμα μέτρησης αντί να επιτρέπεται να υπαγορεύει ολόκληρη τη διάταξη της πλακέτας. Αυτή η σειρά προτεραιοτήτων είναι μία από τις κύριες διαφορές μεταξύ μιας πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος οργάνου μέτρησης και ενός συνηθισμένου ελεγκτή καταναλωτή.

Πώς η διάταξη PCB επηρεάζει την ακρίβεια μέτρησης του μετρητή EMF

Η πιο επικίνδυνη πηγή θορύβου είναι συχνά αυτοπαραγωγή. Ένας μετατροπέας μεταγωγής μπορεί να δημιουργήσει ισχυρά ηλεκτρικά και μαγνητικά κοντινά πεδία γύρω από τον επαγωγέα του, τον θερμό βρόχο και τον κόμβο μεταγωγής. Ένα ρολόι μικροελεγκτή μπορεί να παράγει αρμονική ενέργεια πολύ πάνω από τη θεμελιώδη συχνότητά του. Οι διεπαφές οθόνης μπορούν να εναλλάσσουν πολλές γραμμές ταυτόχρονα και ένας πομπός BLE εκπέμπει σκόπιμα ενέργεια RF. Εάν το στοιχείο ανίχνευσης είναι αρκετά κοντά, αυτές οι πηγές μπορούν να εμφανιστούν ως έγκυρο περιεχόμενο μέτρησης.

Τοποθετήστε τον αισθητήρα από τη μέτρηση προς τα έξω

Η θέση του αισθητήρα θα πρέπει να συντονίζεται με το περίβλημα πριν από την πυκνή δρομολόγηση του υπόλοιπου μέρους της πλακέτας. Οι μηχανικοί πρέπει να ρωτήσουν τι προορίζεται να δει ο αισθητήρας και ποιες εσωτερικές δομές βρίσκονται πιο κοντά σε αυτόν: μπαταρία, χάλκινο επίπεδο, θωράκιση, οθόνη, καλώδιο, κινητήρας, μαγνήτες ή πηνίο φόρτισης. Ένας αισθητήρας στην άκρη της πλακέτας μπορεί να μειώσει τη σύνδεση από ψηφιακά ηλεκτρονικά, αλλά μόνο εάν το περίβλημα και η γεωμετρία της γείωσης υποστηρίζουν αυτήν την επιλογή.

Διατηρήστε τους βρόχους ρεύματος με θόρυβο σε συμπαγή μορφή

Το ρεύμα του μετατροπέα δεν ακολουθεί το σχηματικό διάγραμμα. Ακολουθεί τη φυσική τοποθέτηση του χαλκού και των εξαρτημάτων. Οι βρόχοι υψηλού di/dt πρέπει να είναι συμπαγείς και να διατηρούνται μακριά από το μπροστινό μέρος. Τα ρεύματα οπίσθιου φωτισμού του βομβητή, του κινητήρα δόνησης και της οθόνης χρειάζονται επίσης διαδρομές επιστροφής που δεν ρέουν μέσω της αναφοράς μέτρησης χαμηλού επιπέδου. Η ίδια αρχή ισχύει για τα ρεύματα θωράκισης USB/ESD και τα μεταβατικά φαινόμενα φόρτισης της μπαταρίας.

Μην δρομολογείτε γρήγορα ψηφιακά σήματα κάτω από ευαίσθητους αναλογικούς κόμβους

Ένα συνεχές επίπεδο αναφοράς βοηθά στη συγκράτηση πεδίων από ψηφιακά ίχνη, αλλά υπάρχει μικρό όφελος από την τοποθέτηση ενός ρολογιού υψηλής ταχύτητας απευθείας κάτω από μια είσοδο ενισχυτή υψηλής σύνθετης αντίστασης. Η ευαίσθητη δρομολόγηση θα πρέπει να είναι σύντομη, με σκόπιμη απόσταση από τους κόμβους μεταγωγής και τους ψηφιακούς διαύλους. Σε πλακέτες πολλαπλών στρώσεων, η ανάθεση στρώσεων μπορεί να παρέχει χρήσιμη απομόνωση, αλλά η τοποθέτηση παραμένει η πρώτη γραμμή άμυνας.

Σχεδιασμός ισχύος χαμηλού θορύβου: LDO έναντι ρυθμιστή εναλλαγής

Οι φορητοί μετρητές χρειάζονται τόσο χαμηλό θόρυβο όσο και μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, γεγονός που δημιουργεί ένα πραγματικό σχεδιαστικό συμβιβασμό. Ένας ρυθμιστής LDO μπορεί να παρέχει μια σχετικά αθόρυβη ράγα και απλή διάταξη, αλλά διαχέει τη διαφορά τάσης μεταξύ εισόδου και εξόδου ως θερμότητα. Ένας ρυθμιστής μεταγωγής είναι πιο αποτελεσματικός σε ένα ευρύ φάσμα τάσης μπαταρίας, αλλά εισάγει μια συχνότητα μεταγωγής, αρμονικές και βρόχους υψηλού ρεύματος που μπορούν να εμπίπτουν εντός ή κοντά στη ζώνη μέτρησης του οργάνου.

Η σωστή λύση εξαρτάται από το εύρος ζώνης του αισθητήρα, τη χημεία της μπαταρίας, την τρέχουσα ζήτηση και το κατώτατο όριο μέτρησης. Εάν ο μετρητής προορίζεται για την παρατήρηση πεδίων γύρω από τη συχνότητα μεταγωγής ενός μετατροπέα, η μετακίνηση αυτού του μετατροπέα "λίγο πιο μακριά" μπορεί να μην είναι επαρκής. Ορισμένα προϊόντα μπορούν να ενεργοποιήσουν τον κύκλο λειτουργίας θορυβωδών υποσυστημάτων κατά τη διάρκεια ενός διαστήματος μέτρησης. άλλα δεν μπορούν, επειδή η οθόνη και οι επικοινωνίες πρέπει να παραμείνουν ενεργές. Επομένως, οι τρόποι λειτουργίας του υλικολογισμικού και η αρχιτεκτονική ισχύος της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) θα πρέπει να εξεταστούν μαζί.

Για την κατασκευή, η αντικατάσταση ρυθμιστή χρήζει προσοχής. Δύο μετατροπείς συμβατοί με ακίδες μπορούν να έχουν διαφορετικές συχνότητες μεταγωγής, συμπεριφορά διασποράς φάσματος, λειτουργίες ελαφρού φορτίου και μεταβατικά χαρακτηριστικά. Μια εναλλακτική λύση που βασίζεται στο κόστος μπορεί να αλλάξει το εσωτερικό φάσμα θορύβου του μετρητή ακόμη και αν η τάση εξόδου είναι ίδια.

Γείωση, θωράκιση και απόσταση αισθητήρα

Η διάταξη χαμηλού θορύβου περιγράφεται συχνά ως «ξεχωριστές αναλογικές και ψηφιακές γειώσεις», αλλά το πραγματικό πρόβλημα είναι η επιστροφή ρεύματος. Ο διαχωρισμός ενός επιπέδου γείωσης μπορεί να αναγκάσει τα ψηφιακά σήματα να διασχίσουν ένα κενό, αυξάνοντας την περιοχή του βρόχου και την ακτινοβολία. Ένα συνεχές επίπεδο με σκόπιμη διαμέριση των στοιχείων και των διαδρομών ρεύματος είναι συχνά πιο προβλέψιμο. Όταν ένας σχεδιασμός αναφοράς καθορίζει μια σύνδεση split ή star, αυτή η δομή θα πρέπει να διατηρείται ακριβώς αντί να γενικεύεται σε έναν κανόνα για όλους τους μετρητές.

Η θωράκιση θα πρέπει να έχει σκοπό μέτρησης

Μια θωράκιση μπορεί να μειώσει τη σύνδεση από την MCU, την οθόνη ή τον μετατροπέα στο αναλογικό μπροστινό μέρος, αλλά το μέταλλο αλλάζει επίσης την κατανομή του ηλεκτρικού πεδίου, την αντίσταση RF και την απόκριση του αισθητήρα. Μια θωράκιση σε ολόκληρο τον αισθητήρα μπορεί να ακυρώσει τη μέτρηση. Ο σχεδιαστής θα πρέπει να καθορίσει εάν η θωράκιση προορίζεται να περιέχει έναν εσωτερικό πομπό, να προστατεύει έναν ενισχυτή, να δημιουργεί μια τοπική αναφορά ή να αποτελεί μέρος μιας δομής RF.

Η απόσταση μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική από την πολυπλοκότητα

Η σύζευξη κοντινού πεδίου μειώνεται γρήγορα με τον διαχωρισμό. Σε πολλά φορητά όργανα, η μετακίνηση του αισθητήρα ή του μετατροπέα κατά μια μικρή αλλά σημαντική απόσταση μπορεί να μειώσει τις παρεμβολές πιο αποτελεσματικά από την προσθήκη περίπλοκων φίλτρων εκ των υστέρων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η διάταξη του περιβλήματος και της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB) θα πρέπει να σχεδιάζονται από κοινού. Εάν η πλακέτα έχει ήδη μηχανικά παγώσει, η ομάδα PCB χάνει ένα από τα ισχυρότερα εργαλεία ελέγχου θορύβου που διαθέτει.

Ένας προμηθευτής PCBA μπορεί να διατηρήσει το απελευθερωμένο πλαίσιο θωράκισης, τις βάσεις των παρεμβυσμάτων, το υλικό στήριξης και τις αποστάσεις των εξαρτημάτων. Δεν θα πρέπει να εφεύρει τη θωράκιση ως γενική λύση παραγωγής. Οποιαδήποτε αλλαγή στο κουτί θωράκισης μπορεί να επηρεάσει το προφίλ επαναφοράς, την πρόσβαση στην επανακατασκευή, τη συμπεριφορά της κεραίας και την τελική βαθμονόμηση.

PCB μετρητή EMF 2 επιπέδων έναντι 4 επιπέδων και αποφάσεις για το Stack-Up

Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος δύο στρώσεων μπορεί να είναι κατάλληλη για ένα όργανο χαμηλής συχνότητας με απλή αναλογική αλυσίδα, μέτρια ψηφιακή δραστηριότητα και αρκετή φυσική περιοχή για να διατηρούνται οργανωμένες οι διαδρομές ρεύματος. Τέσσερα στρώματα διευκολύνουν τη διατήρηση ενός αδιάλειπτου επιπέδου γείωσης, την κατανομή ισχύος και τη δρομολόγηση της οθόνης ή της μικροεπεξεργαστή χωρίς να διαπερνά την αναλογική αναφορά. Οι πιο σύνθετοι μετρητές RF ενδέχεται να απαιτούν πρόσθετα στρώματα ή ελεγχόμενη σύνθετη αντίσταση ανάλογα με το εύρος ζώνης και την αρχιτεκτονική τους.

Επομένως, ο αριθμός των στρώσεων δεν αποτελεί σήμα ποιότητας. Μια πλακέτα τεσσάρων στρώσεων που δεν είναι σωστά τοποθετημένη μπορεί να εκπέμπει περισσότερο θόρυβο στον δικό της αισθητήρα από μια προσεκτικά οργανωμένη σχεδίαση δύο στρώσεων. Ο λόγος για την προσθήκη στρώσεων θα πρέπει να είναι σαφής: καλύτερη συνέχεια αναφοράς, πυκνότητα δρομολόγησης, θωράκιση, ανάγκες διεπαφής υψηλής ταχύτητας ή μηχανική μείωση μεγέθους.

Η στοίβα θα πρέπει να απελευθερωθεί πριν από την αναφορά της σύνθετης αντίστασης

Εάν το όργανο περιέχει ίχνη RF, USB ή άλλη διεπαφή ελεγχόμενης σύνθετης αντίστασης, ο πελάτης θα πρέπει να παράσχει την επιθυμητή σύνθετη αντίσταση και την προβλεπόμενη στοίβαξη ή να επιτρέψει στον κατασκευαστή να προτείνει ένα κατασκευαστικό ισοδύναμο για έγκριση. Η γεωμετρία της ίχνους δεν μπορεί να οριστικοποιηθεί ανεξάρτητα από το πάχος του διηλεκτρικού και την κατασκευή του χαλκού. Οι πρωτότυπες και οι παραγωγικές κατασκευές θα πρέπει να διατηρούν την εγκεκριμένη ηλεκτρική δομή, εκτός εάν η μηχανική εγκρίνει την αλλαγή.

Το πρότυπο FR-4 είναι επαρκές για πολλά όργανα, αλλά τα RF μετρητές υψηλής συχνότητας ενδέχεται να χρειάζονται επιλογές υλικού με βάση τις απώλειες και τη διηλεκτρική σταθερότητα. Η κατηγορία προϊόντος από μόνη της δεν αρκεί για να δικαιολογήσει την ειδική πολυστρωματική μεμβράνη. Η Highleap θα πρέπει να αναφέρει την απαιτούμενη ποσότητα υλικού που απελευθερώνεται αντί να εμπορεύεται κάθε πλακέτα EMF ως ειδικό υπόστρωμα RF.

Συνηθισμένα λάθη σχεδιασμού και κατασκευής PCB που αυξάνουν τον θόρυβο του μετρητή EMF

1. Τοποθέτηση του μετατροπέα ή του φορτιστή δίπλα στον αισθητήρα

Αυτό δημιουργεί ηλεκτρομαγνητική και θερμική σύζευξη. Το πρόβλημα μπορεί να είναι ιδιαίτερα ορατό κατά τη φόρτιση USB, επειδή το προϊόν λειτουργεί σε κατάσταση ισχύος διαφορετική από την κανονική λειτουργία μπαταρίας.

2. Δρομολόγηση οθόνης ή ρολογιών μνήμης μέσω της αναλογικής ζώνης

Οι γρήγοροι ρυθμοί ακμών δημιουργούν ευρυζωνική ενέργεια. Ακόμα και ένα ρολόι SPI «χαμηλής συχνότητας» περιέχει αρμονικές. Η διατήρηση αυτών των διαύλων σε συμπαγή κατάσταση και μακριά από κόμβους υψηλής σύνθετης αντίστασης μειώνει τον κίνδυνο σύζευξης.

3. Επιτρέποντας σε διαδρομές επιστροφής υψηλού ρεύματος να μοιράζονται την αναφορά μέτρησης

Ένας κινητήρας δόνησης, ένας βομβητής ή ένας οπίσθιος φωτισμός μπορούν να δημιουργήσουν αναπήδηση γείωσης. Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) θα πρέπει να παρέχει μια δομή επιστροφής που κρατά αυτά τα ρεύματα έξω από τις διαδρομές αναφοράς του αισθητήρα και του ADC.

4. Αντιμετώπιση κάθε ισοδύναμου εξαρτήματος ως εναλλάξιμου

Οι τελεστικοί ενισχυτές χαμηλού θορύβου, τα παθητικά ακριβείας, τα κυκλώματα αναφοράς και τα προγράμματα οδήγησης ADC έχουν παραμέτρους που υπερβαίνουν την ονομαστική τιμή. Το ρεύμα πόλωσης, ο θόρυβος 1/f, η χωρητικότητα εισόδου, η διηλεκτρική απορρόφηση και η συμπεριφορά μεταγωγής μπορούν να επηρεάσουν ένα front end ακριβείας. Οι εναλλακτικοί προμηθευτές θα πρέπει να σέβονται τις κρίσιμες παραμέτρους του σχεδιασμού.

5. Προσθήκη δοκιμαστικών μαξιλαριών χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η χωρητικότητα και η λήψη

Ένα μεγάλο μαξιλαράκι αισθητήρα σε έναν κόμβο υψηλής σύνθετης αντίστασης μπορεί να αλλάξει το κύκλωμα και να γίνει κεραία. Η πρόσβαση δοκιμής θα πρέπει να αποτελεί μέρος του σχεδιασμού και όχι να προστίθεται αυτόματα από έναν εργοστασιακό κανόνα.

6. Χρήση ασύρματης συνδεσιμότητας κατά τη μέτρηση χωρίς επικύρωση

Το Bluetooth μπορεί να είναι χρήσιμο για την καταγραφή, αλλά είναι επίσης ένας σκόπιμος πομπός ραδιοσυχνοτήτων. Το προϊόν θα πρέπει να καθορίζει εάν η ραδιοφωνική δραστηριότητα επιτρέπεται συνεχώς, προγραμματίζεται μεταξύ μετρήσεων ή απενεργοποιείται σε ευαίσθητες λειτουργίες. Η δοκιμή κατασκευής θα πρέπει να εφαρμόζει τις ίδιες καταστάσεις λειτουργίας που χρησιμοποιούνται στην επικύρωση.

Φορητός μετρητής ηλεκτρομαγνητικών πεδίων PCBA: Εξαρτήματα ακριβείας, καθαριότητα συναρμολόγησης και επιθεώρηση

Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCBA) μπορεί να περιλαμβάνει ενισχυτές χαμηλού θορύβου, ADC, αντιστάσεις/πυκνωτές ακριβείας, υποδοχές αισθητήρων, MCU, μονάδα RF, υποδοχή οθόνης και φορτιστή. Η ποιότητα τοποθέτησης έχει σημασία, αλλά και τι συμβαίνει μετά την τοποθέτηση. Τα υπολείμματα ροής και η μόλυνση μπορεί να είναι σημαντικά γύρω από κόμβους υψηλής σύνθετης αντίστασης και ο επιθετικός καθαρισμός μπορεί να είναι ασύμβατος με ορισμένους αισθητήρες, διακόπτες ή οθόνες. Η δημοσιευμένη προδιαγραφή συναρμολόγησης θα πρέπει να καθορίζει την αποδεκτή διαδικασία.

Το AOI μπορεί να εντοπίσει την πολικότητα, τα ελλείποντα εξαρτήματα και πολλά ελαττώματα συγκόλλησης. Η ακτίνα Χ είναι χρήσιμη μόνο όταν οι κρυφές συνδέσεις, όπως οι BGA ή οι συσκευασίες με τερματισμό στο κάτω μέρος, το δικαιολογούν. Η ακριβής αναλογική απόδοση δεν μπορεί να ελεγχθεί στην πλακέτα. Πρέπει να επιβεβαιωθεί ηλεκτρικά με μια κατάλληλη λειτουργική δοκιμή.

Ελέγξτε το αναλογικό BOM

Μια ομάδα αγορών εργοστασίου χρειάζεται μια σαφή διάκριση μεταξύ των συνηθισμένων παθητικών εξαρτημάτων και των κρίσιμων για τις μετρήσεις εξαρτημάτων. Το BOM μπορεί να χρησιμοποιήσει πεδία εγκεκριμένων εναλλακτικών ή μια λίστα μη υποκατάστασης. Αυτό εμποδίζει μια υποκατάσταση που βασίζεται στη διαθεσιμότητα να αλλάξει την μετατόπιση, τον θόρυβο, το εύρος ζώνης ή τη συμπεριφορά RF. Επίσης, καθιστά σαφή την εργασία μείωσης κόστους: η μηχανική μπορεί να αξιολογήσει εναλλακτικές λύσεις κατά τη διάρκεια μιας ελεγχόμενης πιλοτικής κατασκευής αντί να τις ανακαλύπτει μετά από μετατοπίσεις δεδομένων παραγωγής.

Ο σχεδιασμός του εξαρτήματος και του καλωδίου μπορεί να μολύνει τα αποτελέσματα των δοκιμών

Το ίδιο το εξάρτημα παραγωγής μπορεί να δημιουργήσει πεδία ή να εισάγει θόρυβο εδάφους. Τα μακριά, μη θωρακισμένα καλώδια μέτρησης, οι προμήθειες μεταγωγής πάγκου και οι κοντινοί υπολογιστές μπορούν να κάνουν έναν ευαίσθητο μετρητή να φαίνεται ασταθής. Η σύγκριση χρυσών μονάδων, η ελεγχόμενη ηλεκτρική έγχυση και μια καθορισμένη διάταξη εξαρτημάτων μπορούν να κάνουν τον έλεγχο παραγωγής πιο επαναλήψιμο.

Λειτουργική δοκιμή, βαθμονόμηση και ιχνηλασιμότητα

Η δοκιμή παραγωγής θα πρέπει να αποδεικνύει ότι η PCBA λειτουργεί, ενώ η βαθμονόμηση θα πρέπει να προσδιορίζει την ακρίβεια της αλυσίδας μέτρησης σε σχέση με μια κατάλληλη αναφορά. Ανάλογα με τον τύπο του μετρητή, η βαθμονόμηση μπορεί να περιλαμβάνει γνωστά ηλεκτρικά πεδία, μαγνητικά πεδία, επίπεδα ισχύος RF ή ηλεκτρική έγχυση στο μπροστινό μέρος. Αυτές οι ρυθμίσεις είναι ειδικές για την εφαρμογή και θα πρέπει να ορίζονται από τον κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM).

Οι λειτουργικοί έλεγχοι του εργοστασίου μπορεί να περιλαμβάνουν

• Ράγες ισχύος, κατανάλωση ρεύματος και συμπεριφορά φόρτισης.
• Προγραμματισμός MCU, σειριακός αριθμός και επαλήθευση υλικολογισμικού.
• Επικοινωνία ADC και αισθητήρα.
• Αλλαγή κέρδους/εμβέλειας χρησιμοποιώντας ένα γνωστό ηλεκτρικό ερέθισμα.
• Λειτουργίες οθόνης, κουμπιών, βομβητή και καταγραφής.
• Επικοινωνία Bluetooth ή USB σύμφωνα με τη διαδικασία δοκιμής του πελάτη.

Εάν οι συντελεστές βαθμονόμησης αποθηκεύονται ανά μονάδα, η ροή προγραμματισμού θα πρέπει να συνδέει αυτές τις τιμές με τον σειριακό αριθμό της πλακέτας και την αναθεώρηση υλικού. Αυτό καθίσταται απαίτηση ιχνηλασιμότητας και όχι ένα άτυπο βήμα εργαστηρίου. Ο ταξιδιώτης παραγωγής θα πρέπει να δείξει εάν η βαθμονόμηση πραγματοποιείται σε γυμνή πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCBA), σε συναρμολογημένο όργανο ή σε τελικό στάδιο περιβλήματος, επειδή η θωράκιση και η γεωμετρία του περιβλήματος ενδέχεται να επηρεάσουν τη μέτρηση.

Για έναν μετρητή πολλαπλών εύρων, η στρατηγική δοκιμής θα πρέπει επίσης να προσδιορίζει ποιες περιοχές ελέγχονται πλήρως και ποιες ελέγχονται με βάση αντιπροσωπευτικά σημεία. Η απάντηση επηρεάζει την πολυπλοκότητα του φωτιστικού, τον χρόνο κύκλου και την προσφορά.

Από το Πρωτότυπο στην Παραγωγή: Κόστος, Μελέτη Κατασκευής και Επιλογή Προμηθευτή

Η φάση του πρωτοτύπου θα πρέπει να εκθέτει σκόπιμα το όργανο στις δικές του χειρότερες εσωτερικές καταστάσεις θορύβου. Μετρήστε με την οθόνη ενεργή και ανενεργή, τον φορτιστή συνδεδεμένο και αποσυνδεδεμένο, το ραδιόφωνο να εκπέμπει, τον βομβητή να λειτουργεί και την μπαταρία να βρίσκεται σε διαφορετικές καταστάσεις φόρτισης. Αυτό καθορίζει ποιες αυτοδημιουργούμενες υπογραφές έχουν σημασία πριν παγώσουν η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος και το περίβλημα.

Η μείωση του κόστους θα πρέπει να επικεντρωθεί στην εξάλειψη της περιττής πολυπλοκότητας, στη μείωση του χρόνου δοκιμής και στη σταθεροποίηση του BOM. Μια πλακέτα τεσσάρων στρώσεων μπορεί να είναι πιο οικονομική από μια δύσκολη διάταξη δύο στρώσεων, εάν αποφεύγει την επαναλαμβανόμενη ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα (EMC) ή τον εντοπισμό σφαλμάτων θορύβου. Αντίθετα, τα ειδικά laminate, το HDI και οι εξαιρετικά μικρές συσκευασίες δεν θα πρέπει να προστίθενται, εκτός εάν το απαιτούν εύρος ζώνης ή μηχανικοί περιορισμοί.

Τι να αναζητήσετε σε έναν κατασκευαστή συναρμολόγησης PCB μετρητή EMF

• Μια διαδικασία DFM που αναγνωρίζει ευαίσθητες αναλογικές και RF ζώνες αντί να εφαρμόζει τυφλά γενικές επεξεργασίες.
• Ελεγχόμενη προμήθεια για αναλογικά εξαρτήματα ακριβείας, ADC, αναφοράς και RF.
• Δυνατότητα SMT λεπτού τόνου κατάλληλη για τα κυκλοφορούντα πακέτα.
• Σαφείς οδηγίες καθαρισμού και χειρισμού για περιοχές υψηλής σύνθετης αντίστασης ή ευαίσθητες περιοχές.
• Προγραμματισμός και υποστήριξη λειτουργικών δοκιμών που καθορίζονται από τον πελάτη.
• Αναθεώρηση, BOM και έλεγχος δοκιμών που παραμένει συνεπής από το πρωτότυπο έως την επαναλαμβανόμενη παραγωγή.

Πακέτο RFQ

Στείλτε Gerber/ODB++, σχέδιο κατασκευής και στοίβαξης, BOM με εγκεκριμένες εναλλακτικές λύσεις, δεδομένα παραλαβής και τοποθέτησης, σχέδια συναρμολόγησης, οδηγίες θωράκισης, αρχεία υλικολογισμικού/προγραμματισμού και τις προδιαγραφές δοκιμής παραγωγής. Εάν ο μετρητής διαθέτει εξωτερικούς αισθητήρες ή βαθμονομημένα καλώδια, δηλώστε εάν αυτά αποτελούν μέρος της διαμόρφωσης εργοστασιακών δοκιμών. Η Highleap Electronics μπορεί στη συνέχεια να αναφέρει το πραγματικό πεδίο εφαρμογής κατασκευής PCB και PCBA χωρίς να υπονοεί ευθύνη για το σχεδιασμό του οργάνου ή την επίσημη βαθμονόμηση.

Η πιο αξιόπιστη στρατηγική παραγωγής είναι απλή κατ' αρχήν: διατήρηση της γεωμετρίας του απελευθερωμένου αισθητήρα, του συνόλου εξαρτημάτων χαμηλού θορύβου, της αρχιτεκτονικής ισχύος και της μεθόδου δοκιμής. Αυτό είναι που μετατρέπει ένα επιτυχημένο εργαστηριακό πρωτότυπο σε μια επαναλήψιμη φορητή συναρμολόγηση PCB μετρητή EMF.

Συχνές ερωτήσεις

Οι απαιτήσεις κατασκευής θα πρέπει να επιβεβαιώνονται με βάση τα δημοσιευμένα αρχεία σχεδιασμού, τις προδιαγραφές των κατασκευαστών εξαρτημάτων και τις ισχύουσες απαιτήσεις επικύρωσης ή κανονισμών του τελικού προϊόντος.