盡管中國設(shè)計能力不斷提升，但具體設(shè)計過程中的一些“老大難”問題依然困擾著廣大工程師。對于EMI/EMC、低噪聲設(shè)計、RF電路、信號處理、電源管理等實(shí)際上是相互關(guān)聯(lián)的，電路匹配和PCB布局布線是解決這些問題的關(guān)鍵一步，與理論基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)積累分不開。當(dāng)然，“老大難”還常常意味著更多研發(fā)成本和投入，因此我們需要一些新思路和新方法，必要時可以借助外部資源和力量，這樣才能在有限研發(fā)預(yù)算內(nèi)將設(shè)計做得盡量完美。

   “”降噪：克服GPS應(yīng)用的EMI

    EMI問題普遍存在于電子系統(tǒng)中，而在高頻、無線系統(tǒng)中往往更加突出。對于如今熱門的GPS應(yīng)用，如何解決EMI問題意義顯得更加重大，因?yàn)镚PS衛(wèi)星距離地面上萬公里，信號到地面非常弱，不及手機(jī)信號的千分之一，傳統(tǒng)的設(shè)計觀念可能會使GPS成品有很多問題。

    在系統(tǒng)設(shè)計上，除了磁珠、EMI濾波器等常用手段，天線選擇是控制EMI的有效手段之一。現(xiàn)在模塊廠商普遍都宣稱會協(xié)助用戶進(jìn)行天線選型、電路板布局布線以及其他關(guān)于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的技術(shù)咨詢。就像與諾基亞在手機(jī)射頻電路上有多年合作的芬蘭Fastrax就能提供系統(tǒng)化工程服務(wù)，從GPS天線設(shè)計評估、原理圖把關(guān)、PCB布局布線設(shè)計建議，到PCBA的EMI檢測及EMI問題的解決、GPS成品系統(tǒng)設(shè)計建議及EMI問題的解決。

   借助供應(yīng)商在線開發(fā)環(huán)境進(jìn)行電源設(shè)計

    電源管理IC除了向更高性能(如更高電壓或更高效率或更低噪聲、更高PSRR等)、更高功率密度、具備能源管理和更小尺寸/更先進(jìn)封裝，易用性也是廠商們爭相提升的重要特性。  

    美國國家半導(dǎo)體亞太區(qū)電源管理產(chǎn)品市場總監(jiān)黃漢基介紹說，該公司的WEBENCH在線工具可為工程師推薦合適的器件，并進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，具體到電源設(shè)計上就是：根據(jù)用戶設(shè)定的輸入電壓、輸出電壓和輸出電流以及工作時環(huán)境溫度等信息，利用在線電氣仿真和熱仿真，設(shè)計并優(yōu)化電源，并可快速獲得定制的原型套件。

     以該公司帶仿電流模式(ECM)控制的第四代SIMPLE SWITCHER穩(wěn)壓器系列(該系列的產(chǎn)品集成了同步整流開關(guān)FET和PWM單元)為例，除增強(qiáng)了相關(guān)優(yōu)化器(采用“撥號式”參數(shù)調(diào)諧界面)，WEBENCH在線工具還提供了簡單的環(huán)路補(bǔ)償建模功能。如圖1所示

圖1：國半的在線設(shè)計工具WEBENCH(帶“撥號式”SIMPLE SWITHCER開關(guān)穩(wěn)壓器參數(shù)優(yōu)化調(diào)諧界面)。

     ESD問題：先解決器件的評估與選擇

    很多IC器件本身具備一定的ESD保護(hù)功能，但如今越來越多的系統(tǒng)設(shè)計需要外部的ESD保護(hù)器件。現(xiàn)有的方案中，壓敏電阻雖然價格低廉，但經(jīng)歷多重應(yīng)力后性能容易衰退、具有高寄生電容，通態(tài)導(dǎo)電率低；而聚合物雖然寄生電容低，但觸發(fā)電壓高，且性能同樣容易衰退。

    如安森美標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品組分立產(chǎn)品部資深技術(shù)Robert Ashton博士指出的，IEC61000-4-2等ESD抑制標(biāo)準(zhǔn)是針對系統(tǒng)級設(shè)計的，而在器件級，業(yè)界尚無更進(jìn)一步的測試標(biāo)準(zhǔn)，各個廠商有不同的定義和要求

    Robert推薦了一種測量鑒定同類ESD器件的直觀方法—相同應(yīng)力電壓觸發(fā)后的屏幕截圖和傳輸線路脈沖(TLP)分析法(圖2所示是相關(guān)電氣原理圖)，可用它來對比不同廠商的產(chǎn)品。前者可對比ESD器件對大電流導(dǎo)電率(鉗位電壓)、到達(dá)低工作電壓后的時間，后者通過TLP電流-電壓曲線對ESD器件放電過程一目了然。

圖2：適用于測量和鑒定ESD保護(hù)性能的TLP電氣原理圖

    包含幾個TVS二極管的ESD陣列雖然比同數(shù)量單個TVS元件在PCB占位面積上更小，更經(jīng)濟(jì)，但安森美的麥滿權(quán)提醒到，這里有一個電路布局問題，若ESD的導(dǎo)入接口分布在系統(tǒng)相距較遠(yuǎn)的兩側(cè)，那么采用ESD陣列可能導(dǎo)致走線拉長和變得更復(fù)雜，得不償失，這時候分別采用幾個獨(dú)立的TVS器件反而更省事，對系統(tǒng)性能產(chǎn)生的影響也更小。

    實(shí)現(xiàn)真正具有成本效益的設(shè)計

    很多業(yè)內(nèi)人士表示，中國工程師經(jīng)常迫于老板們要求的上市時間和成本壓力，不得以可能會對“沒有只有更好”的設(shè)計難題如EMI問題簡單處理一下就完事，使得產(chǎn)品的質(zhì)量難以保證，而且產(chǎn)品的功能也會受到影響。聲稱對中國前五名“貼牌手機(jī)制造商有所了解的麥滿權(quán)指出，這些公司設(shè)計團(tuán)隊很強(qiáng)大，對設(shè)計質(zhì)量的高要求出乎人們的意料，舍得必要的投入。無須承諾“三包”的黑手機(jī)廠商都從做長遠(yuǎn)生意和身份轉(zhuǎn)“正”的角度考慮來要求設(shè)計的高可靠性，更何況時刻擔(dān)心客戶投訴或返修而影響品牌形象或丟失利潤的“正經(jīng)”公司呢？除非他不想讓公司發(fā)展壯大。