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PCB material properties are critical to consider when designing your next project. Read about the key properties and standards your...

设计者开始设计全新产品时，参考设计很有用处，但多个参考设计往往相互交叠。每个元件制造商似乎都有电源、电机驱动和简单物联网平台的参考设计。一些企业选择深入电信和网络等行业，另一些则捕捉到未来行业风向，开发创新参考设计，帮助客户快速进入即将兴起的技术领域。   预防性维修的作用有时被夸大了，但基于标准处理器和传感器平台的创造性解决方案正印证其实际效果。STMicroelectronics针对这一应用，开发STDES-FANPRE01参考设计，尤其关注轻工业的风扇和小型电机。您可以参照以下指南，使用STDES-FANPRE01为风扇和小型电机开发预防性维修系统。   什么是STDES-FANPRE01参考设计？ STDES-FANPRE01是一款预防性维修参考设计，围绕STM32 MCU（目前市场上最流行的MCU平台之一）而构建，涵盖其他参考设计中的理想标准文档。   原理图和BOM表：本参考设计的原理图和BOM表可供免费下载。 已装配电路板：与其他许多参考设计不同的是，本参考设计有对应的实体产品，可从STMicroelectronics网站上直接购买。已装配STDES-FANPRE01电路板如下图所示。 Gerber文件：STMicroelectronics不提供PCB布局文件，但STDES-FANPRE01产品页有PCB制造所需的Gerber文件。   虽然本产品提供布局文件，但设计者如想基于STDES-FANPRE01进行设计，可在OrCAD或Allegro中导入原理图，进行自定义PCB操作。这是根据自身要求调整参考设计的一般推荐方法。应注意，该参考设计未经FCC辐射认证，也未经特定行业标准认证。但在建立合规高质量的预防性维修系统方面，STDES-FANPRE01已充分证明STM32 MCU的主控制器作用。 功能与规格 STDES-FANPRE01为传感器控制板，数据由STM32F412CE MCU捕获。板载引脚接头通过I2C、SPI和USART总线，提供外部外设接口，同时允许3V3电源接入。其他板载主要元件和功能包括：   ST715：用于调节数字IC电源的LDO。 IIS2DH：用于采集所获振动数据的3D加速度计。...

元件厂商在生产嵌入式系列MCU产品时，往往会赋予产品特色功能和品牌价值主张。NXP的LPC1769 MCU是嵌入式系列产品，拥有多个数字接口，使其在低时钟频率时也能发挥极佳的嵌入式性能。这种轻量级MCU是工业自动化、传感器数据采集、机器人、汽车产品等应用的绝佳选择。   在选择轻量级MCU或决定使用LPC1769时，需考虑元件规格与常用平台的匹配度。此外，LPC1769采用嵌入式系统，还需要考虑芯片供应商对开发人员的支持水平。下面简述了LPC1769数据手册以及供应商对开发人员的支持水平，使用户使用这款MCU时更得心应手。   LPC1769数据手册的内容 NXP的LPC1769 MCU是LPC176x系列32位（63-69浮点）处理器中的一款产品。该系列元件非常相似，都采用Arm Cortex-M3处理器内核。其中，LCP1768产品时钟的运行频率最高可达100MHz，而LPC1769的运行频率为120MHz。该系列产品还具有板载存储器、低速和高速接口、数字音频接口和传感器接口（GPIO、ADC和DAC）。   TLPC1769 不如MSP430和其他32位MCU受欢迎，但其特色鲜明，如下所示： 除了在时钟频率、内存和接口数量方面规格较低，LPC176x系列的其他元件与LPC1769 MCU在其余方面不相伯仲，且可归为一类，这是此类元件产品线的共同点。阅读LPC1769数据手册时请记住这一点。NXP网站上提供LPC1769数据手册副本。   这些特性使LPC1769可用作或用于： 小型电机控制器 传感器控制和数据采集 小型可穿戴设备的低功耗、轻量级计算 数字传感器接口的主控制器，用于环境监测等...

  如果您是 PCB 设计新手，可能会被满目缭乱的 PCB术语搞得晕头转向。工程课程往往更加关注系统设计和半导体技术，而对PCB设计轻描淡写。系统设计和半导体技术确实至关重要，不过电路板是联系各领域的关键结构，因此很有必要了解相关基本术语。   鉴于此，我们为设计新手整理了如下PCB术语。希望您在了解基本术语后，能够更加轻松地与同事沟通，厘清印制电子设计和生产过程。PCB术语大致分为如下三个方面：   描述 PCB 物理结构的术语 ECAD 软件中使用的术语 PCB 生产术语     PCB术语 一些关键术语主要描述PCB的物理结构，也会出现在设计和生产环节。因此，新手应首先学习这类术语。  ...

运算放大器是最常用的电子元件之一，也是最容易使用的元件之一。运算放大器通常用作比较仪或放大器，也可以用作其他元件或电路的电压源。迄今为止，最常用的运算放大器就是LM741，这是一款通用放大器，具有两个输入端（一个非反相输入，另一个反相输入）和一个输出端。值得注意的是，LM741的输入阻抗大，输出阻抗小。   下面通过LM741数据手册进一步研究LM741。   LM741运算放大器的用途和应用 LM741运算放大器是多功能元件，其最常见用途如下：   常见应用 比较仪 多振器 直流放大器 共集放大器 积分器 微分器 有源滤波器     如上表所示，LM741通常用于双输入应用，不过也可将其中一个输入端接地来转变成单个输入元件。下面来看看LM741是如何工作的。   充分利用LM741数据手册...

TMC4671评估板 大多数电路板都是定制的，因为电路板开发往往是以用不同的性能标准解决新问题或旧问题为目标。无论是哪种情况，电路板都必须通过设计⇒构建⇒测试（DBT）迭代流程，确保PCBA原型的质量和生产水平。使用已审核的子系统设计可以更有效地完成迭代流程。   将已审核的子系统设计应用到系统开发意味着需使用参考设计或评估板。常见参考板有很多，包括Arduino、Raspberry Pi以及用于新产品原型制作的参考板。不过这些参考板不适用于特殊处理器、FPGAs或特定功能。   例如，电机控制需要传感和反馈控制，此时无法使用常见参考板。不过有专门为特殊应用而构建的评估板，如Trinamic TMC4671-EVAL板。下列介绍了Trinamic TMC4671-EVAL板及其优化。 TMC4671集成电路与评估板 TMC4671评估板的核心是TMC4671伺服控制器。这款QFN76封装集成电路（IC）是专为控制1ɸ有刷直流电机、无刷直流电机（BLDCs）、2ɸ步进电机和3ɸ永磁同步电机（pmsms）而设计的。可控制多种电机类型是TMC4671的主要优势。   为了执行控制功能，控制器安装在评估板上，评估板包括下图所示的元件（数据来自TMC4671-EVAL数据手册）。 TMC4671原理图 如上图所示，TMC4671板是多功能评估板，包括一个25MHz的时钟、通用异步收发传输器（UART）、脉宽调制（PWM）、串行外设接口（SPI）和监控接口，可用于以电机为主要系统元件的应用中。 TMC4671常见应用 TMC4671数据手册有很多，其中TMC4671-EVAL数据手册可能最为重要。TMC4671-EVAL数据手册不仅包括所有重要的产品特性和电气参数（将在下一节中讨论），还提供了电机控制操作的图表（如下表）。 TMC4671电机控制 除了TMC4671方框图之外，上图还以图形方式说明了如何执行反馈指令（电机控制中最重要的环节）。如图所示，输出电流（至电机）以及电机的编码传感器输入包括反馈数据，捕捉和处理反馈数据以确定误差量和校正的必要性。此外，TMC4671-EVAL数据手册详细说明了如何在TMC4671-EVAL常见应用系统中操作和控制单相、两相和三相电机。 TMC4671评估板的常见应用...

借助Ultra Librarian搜索引擎缩短设计时间   没有配备电路板的电子产品无法进入市场，这就是为什么PCB设计师若要保证按时、按预算将产品推向市场，必须尽早且经常查看电路板零件的供应链。不过PCB设计师可以利用工具获取元件、查找计算机辅助设计（CAD）数据，从而简化查看供应链的过程。   Ultra Librarian零件搜索功能就是这样的工具。它不仅有助于PCB设计师定位特定零件，还能找到经元件厂商验证的元件封装。最重要的是，Ultra Librarian直接提供主要经销商的供应链数据，支持PCB设计师的采购策略。   联系Ultra Librarian 轻松搜索设计所需的电路板零件   电子元件市场规模庞大，多家供应商共计可提供数百万个元件。因此选择元件非常耗时，PCB设计师需要借助工具来简化元件搜索的过程，从而提高工作效率。Ultra Librarian搜索引擎提供了一种允许用户以多种方式搜索元件的解决方案，旨在帮助设计师找到设计所需的电路板零件：   按零件功能或应用搜索：可以根据零件在新产品中的功能（如功率调节器、放大器、收发器等）对其进行定位。通过应用程序搜索，可以轻松获取专业产品。 按规格搜索：也可以根据输出功率、温度范围、时钟频率、封装等重要参数来定位零件。只要零件说明中出现某个参数，零件搜索引擎就可以利用这个参数来定位零件。 按厂商和品牌搜索：PCB设计师都有自己喜欢的厂商和产品线。搜索厂商名称和品牌名称，仅显示来自该厂商的零件。 按零件号搜索：按零件号搜索可以找到产品线或系列产品的元件。有可能发现过去不知道的元件正是设计所需的零件。...

  如果您刚开始接触新的应用领域，或者您正在研发创新产品，参考资料能够使设计过程更容易。可穿戴健康监测产品越来越受欢迎，市场上有许多元件支持此类产品的设计。为了正确设计可穿戴健康监测产品，设计师需要一套集成传感器和一个自动化信号读取与处理平台。   心率监测和脉搏血氧饱和度测量是健康检测仪的两大标准功能，设计师设计具备此类功能的新产品时，可以参考Maxim Integrated的MAXREFDES220设计。虽然健康检测仪看起来应该是很复杂的产品，但实际上它们只依赖于几个基础元件。MAXREFDES220向设计师展示了如何使用这些元件构建健康检测仪或更复杂的医疗设备。   使用MAXREFDES220进行心率和脉搏血氧测定   MAXREFDES220是一款个人健康监测仪，是集心率监测、脉搏血氧测定和步数计算等功能为一体的综合产品。该产品基于一款支持多种应用的微控制器评估板——MAX32630FTHR。与MAXREFDES103不同，MAXREFDES220不是立即可佩戴的健康监测器，但设计师可以利用其主机控制器的附加处理能力和MAXREFDES220核心组件构建应用程序。   MAXREFDES220的特殊元件：   MAX30101：这款IC元件是一款集成式高灵敏度脉搏血氧仪和心率传感器，符合美国食品和药物管理局二级设备精度要求。不过设计师的最终产品可能具有不同的精度水平，应由美国食品和药物管理局认证。 MAX32664：该元件是一个集成传感器读取与处理集成电路，可轻松与各种Maxim集成生物传感器接口。 BMI160三轴加速度计：使用BMI160可以在锻炼或行走时跟踪心率和SpO2水平。 MAX32630FTHR：MAX32630FTHR评估板包含用于构建MAX30101和MAX32664应用程序的主微控制单元（MCU）（MAX32630IWG+）。MAX32630FTHR还可以与其他MAX32664生物传感器接口通信，构建更大的健康监测产品。     在方框图中，MAX32630FTHR充当MAX30101和MAX32664元件的基板，在MAX32630IWG和MUC上为实现了产品的主要处理功能和应用功能。这些元件是低功耗元件，可以提供长电池寿命。MAX30101和MAX32664元件的电源管理也可以通过MAX32630IWG+实现，可在超低电流消耗的情况下进入睡眠模式。  ...

电子元件有着多种不同形状和尺寸，从极其复杂的接点栅格阵列元件/球栅阵列元件到简单的轴向电阻和电容，不一而足。如果您曾经接触过 SMD 元件，您可能对贴片电阻及其封装尺寸并不陌生。其中最小，但又最常使用的是 0402 电阻，它的 SMD 焊盘封装尺寸非常小。 虽然这些元件的额定功率非常小，但它们在多种设备中广泛应用，基本上涵盖了所有现代数字系统。0402 封装需要在您的 CAD 工具中进行仔细设计，才能成功完成您的 PCB 布局。以下是在 0402 封装中需要注意的事项，以及在哪里可以找到所有元件的验证封装。 0402 封装尺寸 0402 封装几乎是最小的贴片电阻封装，仅有 0201...