如何解决几个主要设计难题

    尽管中国设计能力不断提升，但具体设计过程中的一些“老大难”问题依然困扰着广大工程师。对于EMI/EMC、低噪声设计、RF电路、信号处理、电源管理等实际上是相互关联的，电路匹配和PCB布局布线是解决这些问题的关键一步，与理论基础和经验积累分不开。当然，“老大难”还常常意味着更多研发成本和投入，因此我们需要一些新思路和新方法，必要时可以借助外部资源和力量，这样才能在有限研发预算内将设计做得尽量完美。

   “”降噪：克服GPS应用的EMI

    EMI问题普遍存在于电子系统中，而在高频、无线系统中往往更加突出。对于如今热门的GPS应用，如何解决EMI问题意义显得更加重大，因为GPS卫星距离地面上万公里，信号到地面非常弱，不及手机信号的千分之一，传统的设计观念可能会使GPS成品有很多问题。

    在系统设计上，除了磁珠、EMI滤波器等常用手段，天线选择是控制EMI的有效手段之一。现在模块厂商普遍都宣称会协助用户进行天线选型、电路板布局布线以及其他关于系统结构方面的技术咨询。就像与诺基亚在手机射频电路上有多年合作的芬兰Fastrax就能提供系统化工程服务，从GPS天线设计评估、原理图把关、PCB布局布线设计建议，到PCBA的EMI检测及EMI问题的解决、GPS成品系统设计建议及EMI问题的解决。

   借助供应商在线开发环境进行电源设计

    电源管理IC除了向更高性能(如更高电压或更高效率或更低噪声、更高PSRR等)、更高功率密度、具备能源管理和更小尺寸/更先进封装，易用性也是厂商们争相提升的重要特性。  

    美国国家半导体亚太区电源管理产品市场总监黄汉基介绍说，该公司的WEBENCH在线工具可为工程师推荐合适的器件，并进行设计优化，具体到电源设计上就是：根据用户设定的输入电压、输出电压和输出电流以及工作时环境温度等信息，利用在线电气仿真和热仿真，设计并优化电源，并可快速获得定制的原型套件。

     以该公司带仿电流模式(ECM)控制的第四代SIMPLE SWITCHER稳压器系列(该系列的产品集成了同步整流开关FET和PWM单元)为例，除增强了相关优化器(采用“拨号式”参数调谐界面)，WEBENCH在线工具还提供了简单的环路补偿建模功能。如图1所示

图1：国半的在线设计工具WEBENCH(带“拨号式”SIMPLE SWITHCER开关稳压器参数优化调谐界面)。

     ESD问题：先解决器件的评估与选择

    很多IC器件本身具备一定的ESD保护功能，但如今越来越多的系统设计需要外部的ESD保护器件。现有的方案中，压敏电阻虽然价格低廉，但经历多重应力后性能容易衰退、具有高寄生电容，通态导电率低；而聚合物虽然寄生电容低，但触发电压高，且性能同样容易衰退。

    如安森美标准产品组分立产品部资深技术Robert Ashton博士指出的，IEC61000-4-2等ESD抑制标准是针对系统级设计的，而在器件级，业界尚无更进一步的测试标准，各个厂商有不同的定义和要求

    Robert推荐了一种测量鉴定同类ESD器件的直观方法—相同应力电压触发后的屏幕截图和传输线路脉冲(TLP)分析法(图2所示是相关电气原理图)，可用它来对比不同厂商的产品。前者可对比ESD器件对大电流导电率(钳位电压)、到达低工作电压后的时间，后者通过TLP电流-电压曲线对ESD器件放电过程一目了然。

图2：适用于测量和鉴定ESD保护性能的TLP电气原理图

    包含几个TVS二极管的ESD阵列虽然比同数量单个TVS元件在PCB占位面积上更小，更经济，但安森美的麦满权提醒到，这里有一个电路布局问题，若ESD的导入接口分布在系统相距较远的两侧，那么采用ESD阵列可能导致走线拉长和变得更复杂，得不偿失，这时候分别采用几个独立的TVS器件反而更省事，对系统性能产生的影响也更小。

    实现真正具有成本效益的设计

    很多业内人士表示，中国工程师经常迫于老板们要求的上市时间和成本压力，不得以可能会对“没有只有更好”的设计难题如EMI问题简单处理一下就完事，使得产品的质量难以保证，而且产品的功能也会受到影响。声称对中国前五名“贴牌手机制造商有所了解的麦满权指出，这些公司设计团队很强大，对设计质量的高要求出乎人们的意料，舍得必要的投入。无须承诺“三包”的黑手机厂商都从做长远生意和身份转“正”的角度考虑来要求设计的高可靠性，更何况时刻担心客户投诉或返修而影响品牌形象或丢失利润的“正经”公司呢？除非他不想让公司发展壮大。