Сёркиты

У Hans Rosenberg вышло еще одно интересное видео про резисторы, на этот раз - про их шумы. Как обычный резистор может испортить low noise application, что с этим делать и как посчитать. Я постарался выделить основные важные моменты и собрал их в статью. P.S. Как вы думаете, дешевые китайские резисторы имеют больше шумов относительно западных аналогов?

Недавно нам нужно было протестировать два небольших дисплея и выбрать наиболее подходящий. Дисплеи простые: маленький размер, SPI интерфейс, подсветка. Мы сделали специальную плату для их подключения, проверили первого кандидата, отладили софт - всё шло достаточно хорошо. Но вот при подключении второго начались приключения. Приключения, как на первом видео: делаешь обновление кадра, а на экране происходит какая-то абракадабра. Разумеется, первым подозрение пало на софт. Но тот же самый софт с первым дисплеем работал как задумано. После этого подозрение пало на длинные провода. Но даже на низкой частоте передачи ничего не менялось. После нескольких экспериментов мы заметили, что если подсветка выключена, то обновления проходят нормально. Разглядеть это было не просто, но с помощью фонарика на телефоне - удалось. И как только мы запускаем драйвер подсветки - обновление ломается. Драйвер подсветки представлял собой импульсный buck-boost конвертер, поэтому это выглядело как моя первая реальная проблема с ЭМИ. Я пытался что-то разглядеть осциллографом на линиях передачи, уменьшить длину проводов, поставить экран - но ничего особо не менялось. Помощь пришла от терминирующих резисторов. По старой привычке, на первых платах я почти на все сигналы ставлю последовательный 0 Ом. Для интерфейсов это дает возможность добавить терминацию, для обычных сигналов - возможность тыкнуться осциллографом или что-то перепаять. Обычно терминация нужна для согласования сигнала и уменьшения его отражений, но, похоже, что в данном случае, последовательные резисторы в SPI и управляющих сигналах просто гасили наводящиеся помехи. 33 Ома - и результат как на втором видео. Всё работает четко и даже на максимальной скорости. А у вас были баги, вызванные ЭМИ?

Я сейчас разбирался со смарт часами. Там конструктивно в качестве антенны можно использовать только металлическую рамку. А нужны сразу несколько диапазонов, например: BLE, WiFi 5Ghz, GPS. Решение такое: одна точка рамки подключается к RF выходу коммуникационного чипа. А ещё 3-4 точки рамки через RF ключи замыкаются на заранее рассчитанные пассивные компоненты. Для каждого диапазона подключается свой набор компонентов. Для сотовой связи (где нужны большие непрерывные диапазоны частот) такое уже не срабатывает, и там в рамке делают разрезы с пластиковыми вставками

Как в смартфонах размещают столько антенн для разных частот? Многим кажется, что вопрос размещения антенн давно решён и тривиален, но физические ограничения длины волны никто не отменял. Для частоты 900 МГц всё ещё требуется около 8 см проводника. Как при этом современные смартфоны умудряются поддерживать 5G, Wi-Fi и NFC в ультратонком корпусе? Вместо магического сжатия пространства инженеры используют рамки корпуса и технологию лазерного структурирования. Каждый доступный миллиметр начинки становится частью сложной резонансной системы. Проанализируем конструкторские хитрости и изучим принципы многодиапазонной компоновки.

"Mona Lisa" recreated using about 10,000 SMD components This “Mona Lisa” was created as a technical demonstration by a by a Japanese company that provides PCB assembly (PCBA) services. Instead of using PCB traces or silkscreen artwork, this piece is built from about 10,000 1608-metric SMD components. The image is formed through the color variation of resistors, ceramic capacitors and other components, turning electronic parts into a high-resolution mosaic.

Физика провода: почему просто «кинуть кабель» недостаточно? Подключить источник к приёмнику — задача тривиальная только на бумаге. В реальности попытка обойтись «просто двумя проводами» гарантирует на входе полуторавольтовые наводки, сетевой фон 50 Гц и «мусор» от импульсных блоков питания. Виноваты паразитная ёмкость, магнитная индукция и разность потенциалов земель, способная пустить по оплётке уравнивающий ток такой силы, что он расплавит изоляцию. Даже экранирование не всегда спасает: клетка Фарадея бессильна против магнитных полей, а витая пара бесполезна без понимания принципов дифференциальной передачи. Разберём схемотехнику помехозащищённых соединений.

Как много багов в электронике можно исправить буквально 1-2 пассивным компонентом. Как много времени может уйти, чтоб понять какой и куда именно нужно ставить.

Уже достало. Давайте примем правила хорошего тона в работе с ИИ. Любой нормальный сотрудник — инженер, программист, менеджер — сейчас обязан не просто пользоваться нейронками. Он должен принимать на себя ответственность за результат, который с их помощью получил. Поэтому сотрудник НЕ ДОЛЖЕН: — Ныть, что «нейронки тупые». Если сеть выдала ерунду — это твоя проблема с промптом или валидацией. Добивайся верного ответа или делай задачу руками. -- Пересылать коллегам свой диалог с ChatGPT. Подход «пусть сами решают, верить или нет» — это перекладывание ответственности. Ты фильтр, ты эксперт, ты выдаешь готовое решение. И отвечаешь за него. — Отправлять невычитанный текст. Если ответ полон воды, канцелярита и кривых фраз — перепиши. Заставлять других читать сырой выхлоп ИИ — свинство. -- Использовать решение, которое сам не понимаешь. Будь то код, схема или тезис. Если ты не можешь объяснить, как и почему это работает — ты не имеешь права это использовать. Не понял — потрать время, изучи тему, разберись. Иначе как ты можешь за это отвечать? — Дергать коллег, не спросив сначала у нейронки. Раньше гуглили, теперь — промптим. И только если там тупик — идем к людям.

Во многих обсуждениях маркировки «Честный знак» до сих пор говорят «QR-код». Это неверно. В системе используется DataMatrix, и это принципиальный выбор. QR хорошо подходит для экранов, рекламы и документов — там, где код читают люди с телефона. Он тоже использует коррекцию ошибок и умеет убирать искажения. Но при проектировании QR приоритетом было быстрое и удобное наведение камеры, а не минимальный размер и стабильная работа в производственной среде. DataMatrix появился раньше и изначально проектировался под производство и логистику: маленький физический размер, нестабильная печать, лазерная гравировка, грязные и бликующие поверхности, потоковое сканирование. DataMatrix, как и QR, допускает частичную потерю изображения. В коде заложена избыточность (ECC 200), а данные распределены по всей матрице. Локальные дефекты — потёртости, загрязнение, перекрытие — не разрушают данные целиком, а превращаются в корректируемые ошибки. Ориентация задаётся рамкой, а не отдельными ориентирами. Две сплошные стороны образуют L-образный контур, две другие — тайминговую сетку. Такая схема занимает меньше площади и устойчиво работает на малых размерах, где QR уже упирается в габариты своих «глаз». Данные внутри не читаются линейно — это общее свойство обоих форматов. Биты укладываются по фиксированному шаблону и распределяются по всему полю, чтобы локальные дефекты не выбивали подряд идущие данные. У DataMatrix выше плотность данных. При одинаковом объёме информации он физически меньше, чем QR, за счёт более компактной служебной структуры. Для плат, компонентов и мелкой упаковки это критично: код можно сделать меньше, не жертвуя читаемостью. В отличие от QR, в DataMatrix нет масок и вариантов оформления. Его структура жёстко задана стандартом. Это осознанный выбор в пользу предсказуемого чтения, а не визуальной гибкости. Служебная информация встроена в саму структуру символа. Размер матрицы и параметры коррекции ошибок определяются при восстановлении геометрии, после чего декодируются полезные данные. Всё поле кода рабочее. Внутренних «безопасных зон» не предусмотрено. Логотипы и вырезы здесь не закладываются как допустимый сценарий — повреждение рамки или превышение допустимой потери данных делает код нечитаемым. В «Честном знаке» используется именно DataMatrix, потому что он изначально оптимизирован под промышленную маркировку, где важны размер, плотность и предсказуемость, а не удобство наведения камеры человеком.

Замечали на JLCPCB опцию Bake Components? Многие электронные компоненты (особенно пластиковые SMD корпуса) гигроскопичны, то есть впитывают в себя влагу из воздуха. Не просто так производители упаковывают их в специальные герметичные пакеты и кидают туда индикатор влажности. А иногда и силикагель для осушения. Всего существует 8 уровней влагочувствительности электронных компонентов (MSL — Moisture Sensitivity Level): MSL1, MSL2/2a, MSL3-5, MSL6. Каждый из них показывает, как долго компонент можно держать на воздухе после вскрытия герметичной упаковки, прежде чем отправлять его в печь оплавления. ▪️Самый низкий уровень (MSL1) показывает, что компонент не чувствителен к влаге вовсе (SOIC, TSSOP, чип-резисторы, MLCC конденсаторы, ферритовые бусины). ▪️Самый высокий уровень (MSL6) показывает, что компонент крайне чувствителен к влаге и всегда требует сушки перед пайкой. Но это редкий случай. ▪️Большинство компонентов относится к MSL3, что эквивалентно 7 дням после вскрытия. Согласитесь, не очень долго? И что будет, если компонент превысит разрешенное время хранения (Floor Life)? Во время пайки оплавлением температура в печи растёт примерно на 2 °C в секунду и за 40–80 секунд достигает 240–250 °C.В это время, влага, накопленная внутри корпуса, быстро нагревается, превращаясь в поток пара, который повреждает компонент изнутри. Этот эффект называют “Popcorning”. Он приводит как к видимым трещинам в корпусе, так и к микротрещинам, которые не видны невооруженным взглядом, но вызывающим отказам через недели или месяцы. Вторая проблема - это адсорбция влаги на покрытии выводов микросхемы. Когда на выводе собралось много влаги, она ухудшает смачиваемость припоем, осложняет пайку и ускоряет коррозию, что напрямую влияет на надёжность и электрический контакт. Есть ли у вас уверенность, что компоненты на производстве были установлены на вашу плату до истечения floor life? Нет? А плата для ответственного применения? Да? Тогда поставьте галку Bake Components. P.S. Жду в комментариях шутки про изготовление "ответственных" плат в JLCPCB ))

У старых LDO есть свои приколы. Вообще LDO это довольно прямолинейный компонент, в проектировании которого сложно ошибиться. Есть несколько ловушек для новичков, вроде перегрева корпуса или неправильной трассировки, но в целом всё обычно работает. Тем не менее, подводные камни есть и здесь. О некоторых из них рассказано в этом видео. Больше всего меня удивило, что некоторые старые LDO спроектированы с расчетом на то, что у Cout есть ESR порядка нескольких Ом. Если поставить керамику с почти нулевым ESR, то LDO не запустится. После этого у меня всплыл флэшбэк, как однажды при выборе LDO увидел в даташите схему с резистором последовательно с керамическим Cout. Тогда я не понял, что это за нестандартное подключение и просто скипнул этот вариант от греха подальше. Но есть еще один нюанс. Недавно дорабатывал плату, спроектированную в 00-ых годах и использовал те же компоненты, что уже были на ней. Запускаю, проверяю питания и вижу, что одно из них выше, чем нужно. Измеряю номиналы feedback резисторов - в порядке. Перепаиваю саму микросхему - то же самое. Пересчитываю обратную связь - ошибок нет. Начинаю скрупулезно смотреть таблицы в даташите и обращаю внимание на параметр Minimum Load Current. Иду к плате, подключаю нагрузку в несколько миллиампер и напряжение сразу стало нормальным. В общем, некоторые LDO не умеют работать совсем без нагрузки. Хоть какая-то, но нужна им. В современных моделях я такого не встречал, но возможно из-за того, что почти всегда ставил на выходе индикаторный светодиод. А вот в старой - столкнулся. Ну а видео выше всё-таки рекомендую, я от него не ожидал многого, но в целом считаю его информативным. А вы сталкивались с какими-то багами при работе с LDO?

Моя большая статья про hotswap. Разбираю все: от теории и физических явлений до применения конкретных микросхем и конструктивных решений. Приглашаю в комментарии для обсуждения.

В эту поездку получилось спокойно пообщаться с топами двух крупных китайских фабрик. Заодно они рассказали, как у них на практике устроены продажи. У каждого завода есть несколько торговых агентов — отдельных компаний, которые продают их мощности и сервисы. С крупнейшими китайскими клиентами, вроде Huawei, фабрики работают напрямую. Во всех остальных случаях — через агентов. Собственными продажами и маркетингом заводы почти не занимаются. У крупных фабрик таких агентов может быть десяток и больше. Часто они называются почти так же, как сам завод —так меньше вопросов от клиентов. Крупнейшим агентам фабрика иногда передаёт небольшую долю, обычно десятые процента — как гарантию сотрудничества. По моему опыту: как только ты загружаешь завод примерно на 20%, разговор о доле начинается сам. Нам предлагали и 15 процентов акций. Но это прям край. Агенты полезны, пока заказы небольшие. За свои 5–10% комиссии они снимают с фабрики головняк коммуникаций с клиентом, особенно зарубежным. Когда клиент вырастает, агент становится лишним звеном, от которого очень трудно избавиться. Иногда проще сменить поставщика. Даже мне с моим опытом не всегда понятно, общаюсь я с агентом или с сотрудником фабрики. Но как только удаётся выстроить прямой контакт, цена обычно снижается на те же 5–10%. <27>

А вы в какой категории?