可穿戴智能手環(huán)的電磁兼容設(shè)計(jì)方案
2018-10-09 來(lái)自: 上海海悅電子科技有限公司 瀏覽次數(shù):948
上海海悅電子科技有限公司成立于2006年,公司自成立至今一直專注于安規(guī)與電磁兼容試驗(yàn)設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,公司的主要人員具有近20年的從業(yè)經(jīng)歷,有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),已經(jīng)成功給多家大型認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室提供過測(cè)試設(shè)備的規(guī)劃以及相應(yīng)試驗(yàn)設(shè)備供應(yīng),公司自行生產(chǎn)數(shù)百種各類安規(guī)設(shè)備、試驗(yàn)儀器,并承接非標(biāo)定制試驗(yàn)設(shè)備。
公司一直以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,秉承“以誠(chéng)信為基石,提供專業(yè)的技術(shù)服務(wù),完善的解決方案,高品質(zhì)的試驗(yàn)設(shè)備”的理念,不斷的完善售后服務(wù),提高產(chǎn)品品質(zhì),努力成為同行業(yè)的者.
公司同時(shí)代理銷售國(guó)內(nèi)外多家的安規(guī)設(shè)備廠商產(chǎn)品,包括:美國(guó)COMPWEST、意大利ATS、美國(guó)ED&D、臺(tái)灣鯨揚(yáng)、日本SOKEN、日本KIKUSUI、日本YOGOGAWA、臺(tái)灣艾普斯、日本SOKEN、日本ESPEC等等。
公司在電磁兼容領(lǐng)域提供完整的EMI與EMS設(shè)備,代理供應(yīng)包括歐洲EM-TEST、意大利AFJ、德國(guó)FRANKONIA、瑞士EMC-PARTNER、日本MORITA等眾多廠家產(chǎn)品,同時(shí)公司也是北京科環(huán)在華東區(qū)銷售網(wǎng)點(diǎn)。
可穿戴產(chǎn)品正在改變著人們的生活,其中智能手環(huán)是可穿戴設(shè)備中非常流行的產(chǎn)品,受到了白領(lǐng)消費(fèi)者的廣泛熱捧。通過這款手環(huán),用戶可以記錄日常生活中的鍛煉、睡眠、部分還有飲食等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)與手機(jī)、平板、ipod touch同步,起到通過數(shù)據(jù)指導(dǎo)健康生活的作用。市面上銷售的手環(huán)產(chǎn)品也是種類繁多,作為服務(wù)生活的便攜式產(chǎn)品,手環(huán)的質(zhì)量、穩(wěn)定性、電磁兼容性能受到人們了的關(guān)注。
智能手環(huán)產(chǎn)品在日常使用過程中就經(jīng)常遇到以下電磁兼容干擾問題,困擾著人們對(duì)手環(huán)的使用:
1、手機(jī)等通訊設(shè)備不能很順利的與手環(huán)通過藍(lán)牙連接,進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸通信;
2、內(nèi)部加速度傳感器在高頻電磁場(chǎng)環(huán)境下受到高頻電磁干擾,計(jì)步不準(zhǔn)確;
3、智能手環(huán)內(nèi)置電池,在電量不夠時(shí)需要充電,但充電接口由于對(duì)外裸露容易遭受靜電等干擾而損壞。
因此,作為智能手環(huán)的硬件設(shè)計(jì)人員,在產(chǎn)品研發(fā)過程中必須要進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)。
智能手環(huán)電磁兼容濾波設(shè)計(jì)要點(diǎn)
產(chǎn)品對(duì)外充電端口需要進(jìn)行防護(hù)濾波設(shè)計(jì),增強(qiáng)接口的防靜電能力,同時(shí)抑制干擾對(duì)后級(jí)電源的影響。建議增加的電路設(shè)計(jì)如下圖所示,其中電源端口TVS管為BV05C,磁珠選型為BLM0402-600;
由于運(yùn)動(dòng)量的采集采用小、薄、低功耗的三軸分辨率加速器傳感器,該傳感器集成度高,極易受到干擾影響,在設(shè)計(jì)時(shí)需對(duì)模擬電源進(jìn)行濾波設(shè)計(jì),針對(duì)模擬電源需要采取高頻磁珠和高頻電容濾波,理想的選擇應(yīng)該采取PI型濾波方式;
磁珠=FBMA-11-100505-121A10T;FBMA-10-100505-600T
手環(huán)通常采用超低功耗處理器芯片,數(shù)據(jù)運(yùn)算量非常小,通過藍(lán)牙芯片與移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行通訊。藍(lán)牙芯片電路設(shè)計(jì)時(shí),要防止其它高頻雜散的串?dāng)_,影響藍(lán)牙的通信,需要針對(duì)藍(lán)牙電源進(jìn)行濾波設(shè)計(jì),采取高頻磁珠以及電容進(jìn)行高頻干擾濾波處理;建議濾波設(shè)計(jì)電路如下:磁珠=FBMA-10-100505-600
輸出電路需要一個(gè)π形電路(起到阻抗匹配的作用),需要根據(jù)實(shí)際情況在三個(gè)位置上增加電容或者電感,把阻抗調(diào)整到中心點(diǎn),達(dá)到的功率輸出效果。
智能手環(huán)電磁兼容濾波PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)
智能手環(huán)體積較小,PCB上布局比較緊湊,但器件布局也需要滿足電磁兼容設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意布局的順暢,電源變換芯片、CPU模塊、藍(lán)牙模塊、傳感器電路分開布局,不能相互串?dāng)_,同時(shí)注意電源變換模塊、藍(lán)牙模塊與傳感器模塊盡量分開保持距離。
PCB單板上,需要區(qū)分?jǐn)?shù)字地區(qū)域、模擬地區(qū)域、射頻地區(qū)域,可以不分地設(shè)計(jì)或分地設(shè)計(jì)并通過0歐電阻進(jìn)行連接,同時(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)字、模擬、射頻電路分別參考對(duì)應(yīng)的地平面,減小相互耦合干擾。分地設(shè)計(jì)時(shí)特別注意不能有信號(hào)布線跨地分割,否則會(huì)導(dǎo)致走線環(huán)路較大,容易受到外部高頻干擾。
其他方面,在單板PCB設(shè)計(jì)時(shí),注意板邊鋪設(shè)地網(wǎng)絡(luò),信號(hào)內(nèi)縮,減小靜電從結(jié)構(gòu)縫隙耦合至單板的干擾,提高單板的敏感度。
智能手環(huán)電磁兼容結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意密閉性,注意按鍵的同時(shí)增大單板與結(jié)構(gòu)件之間的間距,對(duì)結(jié)構(gòu)件放電時(shí)不會(huì)作用至單板,間接提高了單板的放靜電能力。
通過從濾波、防靜電、PCB布局、分地、布線等幾個(gè)方面進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)考慮,這樣才能提升智能手環(huán)的質(zhì)量,穩(wěn)定性!在實(shí)際應(yīng)用中才能更加可靠,不受干擾,不易損壞,才能真正成為我們的生活中的健康助手!