晶振竟然贴反了！ 各位有遇到什么奇葩的调试经历吗？

夏天已经过去了，那么小风扇基本用不到了，所以统一做一下拆解，不得不说家里的小风扇确实多，大大小小得有四五个，那么本期内容就主要对其电路进行分析，可以大概将家里的小风扇分为两类，即有刷电机版本以及无刷电机版本。有刷电机版本： 这类小风扇最便宜，我敢说9.9包邮的90%都是有刷电机版本的，因为成本低，不过他们的功率一般也不大，也就是风力较弱，基本都在3W以内。电路也非常简单，基本就是电池，再加一颗MCU即可（有的集成了充电管理功能）。有的MCU没有充电功能，那么就再额外加一个4054基本也搞定了。拆解下来电路基本如下： 从上图可以看到，构造很简单，电路基本没啥难度。 主控用了FM5012F ，是一款富满的移动小风扇控制芯片，还集成了锂电池充电管理，非常方便开发，三种档位输出，并有状态 LED 指示的集成电源管理 。有涓流充电、恒流充电和恒压充电全过程的充电方式。 从规格书也可以看出，他是通过控制占空比来达到控制不同档位的效果。这种控制方式和无刷电机版本的小风扇是不一样的。无刷电机版本： 这种无刷电机版本的小风扇价格基本在20块钱往上。这种小风扇的功率一般都会比较大，也就是风力比较足，是我比较喜欢的。这种无刷电机可能和常规我们接触到的三相无刷电机不太一样，这种属于单线圈无刷电机，只有一组线圈，通过正绕反绕正绕反绕的方式，再加上霍尔传感器检测磁极进行换向就可以实现转动。 拆解下来电路原理图基本大同小异，这种电路会相对复杂一些，因为涉及到升压，所以还会有电感。这种小产品的IC基本都集成了电池充电管理功能，还是很周到的，我找了一份原理图，驱动芯片是LP78070F的，是一个Boost升压的拓扑。 可以看到这个芯片比较有意思的是用了三个IO检测两个按键和控制5个灯，而且还支持给锂电池充电，还是很强大的。总结：一分价钱一分货，建议买无刷电机版本的，耐用风力还大。#中秋月圆社区团圆##嘉立创PCB#

#中秋月圆社区团圆# 是不是每个硬件工程师都烧过电路板哈哈， 评论区留下你的故事吧~

题目如下： 首先， 对于上图的Q2这种PNP型的Q2三极管作为低端开关控制，是 极其不推荐的，很容易出问题 。在上图的用法中，无论STANDBY管脚输出0/3.3V，发射结始终正偏，集电极始终反偏，所以 三极管Q2不会处于饱和区和截止区，而是 一直处于放大区 。问题1：5V_A在STANDY = 0V时，输出多少V电压？最大电流为多少A？ 当STANDY = 0V时，电流路径如下所示，图中蓝色为基极电流Ib，红色为发射极电流Ic：根据基尔霍夫电压定律，有下面公式：Ie*R2+Vbe+Ib*R1 = 5V由于三极管Q2处于放大区，Ic=β*Ib，所以等式为：Ib*（β+1）*R2 + Vbe + Ib*R1 = 5V假设三极管Q2的Vbe = 0.7V（绝对值），β = 100，代入上式，求得：Ib ≈ 9uA，Ic ≈900uA，Ie≈909uA。 那么此时Vgs = -Ie*R2 = -4.27V，再查看CJ3401A的规格书，其导通阈值电压Vgs（th）最大值为 - 1.3V，所以满足MOS管Q1导通条件，输出电压为5V。 最大输出电流可以根据MOS管规格书内的输出特性曲线获得，看样子输出电流可以在2A左右（Id电流再大，Vds会变大可能MOS管功率遭不住P=Id*Vds） 。问题2：5V_A在STANDY = 3.3V时，输出多少V电压？最大电流为多少A？ 这个分析过程和问题一类似，当STANDY = 3.3V时，三极管Q2仍然处于放大状态，电流路径和问题一一样，下图红色为Ic集电极电流路径，蓝色是基极电流路径。根据基尔霍夫电压定律，有下面公式：Ie*R2+Vbe+Ib*R1 = 5V - 3.3V由于三极管Q2处于放大区，Ic=β*Ib，所以等式为：Ib*（β+1）*R2 + Vbe + Ib*R1 = 1.7V假设三极管Q2的Vbe = 0.7V（绝对值），β = 100，代入上式，求得：Ib≈2.1uA，Ic≈210uA，Ie=Ib+Ic≈212uA那么此时Vgs = -Ie*R2 ≈ -1V，通过仿真也可以大致验证： 再查看CJ3401A的规格书，其 导通阈值电压Vgs（th）最小值为 - 0.7V，最大值为- 1.3V 。 所以如果做成产品，会造成两种情况，导通阈值Vgs（th）区间处于-0.7V~-1V的PMOS会处于导通区或者线性区，而-1V~-1.3V的PMOS可以处于截止区。 那么也就是 如果Q2的PMOS的导通阈值Vgs（th）参数区间处于-0.7V~-1V，无论STANDY是0V或者3.3V都无法关断。 这种情况下，负载电流小的时候（可能几十mA）输出电压为5V，MOS处于导通区。当负载再大，MOS将变为恒流区，此时Vds会变大，所以输出电压会不足5V。问题3：如果板子已经量产贴片，是否能满足5V_A开关要求？有什么改进的地方？ 通过问题二分析可知，PMOS的导通阈值（绝对值）大于1V的可以满足开关要求。小于1V的无法满足开关要求。改进措施1： 将PNP型三极管更换为NPN型三极管，不过这种解决方案需要改PCB。（如果直接换NPN不改PCB的话，发射极和集电极反掉）如下图所示：改进措施2： 更换一颗导通电压更高的PMOS，例如最小导通电压（绝对值）为1.5V，那么就算三极管Q2处于放大区，那么Vgs也无法达到开启电压，也就可以实现PMOS的正常开关了。（这种方法不需要更改PCB）改进措施3： 增大R1电阻（不过这样改会导致在STANDBY＝0V时，MOS管Q2的驱动电压Vgs也变小）。 例如将R1加到470k，那么再根据公式推算，可知此时Ib电流降低至1uA，那么发射极电流也就基本为100uA左右，那么Vgs就降低为了0.47V，那么也就达不到PMOS的开启条件了。仿真也可以验证： 既然改大R1有用，那么 改大R2能否有用呢？ 答案是 改R2并没有用 。因为通过推导可以知道 Vgs和R1是直接相关的，把R2改大，Vgs仍然会是-1V左右 ，推导公式如下 ： 通过仿真也可以看出，改大R2并没有什么作用，将R2改为470k后，Vgs仍然为-1V左右：总结：切记不要这样用三极管。#中秋月圆社区团圆##嘉立创PCB#

快到中秋节了，给老婆送了一个好玩的小电风扇，转动的时候可以显示字符，遂拆解与各位同好分享一二。 风扇的大致效果图如下图所示： 风扇之所以能显示，是因为其 扇叶上的FPC软板上有11颗LED灯珠 ，当其转动时， 单片机控制LED灯珠依次闪烁，根据人眼视觉暂留效应，便可以看到显示的文字和图案。 文字的显示过程 很像LED点阵 ，只要对显示的字符取模，然后根据取模的数据以此点亮或者熄灭LED灯即可。 就比如利用下图的字符取模软件，可以生成对应的数据。 本 文不 对 取模数据等过 多探讨， 感兴趣的道友可以自行去搜索。 我在拆解之前比较疑问的地方在于，这个主控芯片放在了哪里？如何控制扇叶上的11颗LED灯？带着疑问，我对这个小风扇进行了拆解： 这个电路也很是简单，拆开后盖，便解开了心中的疑问，原来这个主控芯片不在握把里。握把里只有电池、电机、自锁开关，仔细的看还能看到一根小细线（连接到GND负极）： 然后是风扇的正面扇叶的拆解，可以看到有两个弹簧，一个弹簧为VCC，一根弹簧为GND（连接到上张图里的细线），这一结构用于给扇叶上的MCU供电。其中最有意思的是，外圈上有一段是作为圈数检测的（检测低电平），这个设计非常巧妙。 然后将扇叶拆下，可以看到这个小控制板的全貌，主控芯片被磨掉了丝印， 一个电容，一个LED限流电阻，一个圈数检测IO的上拉电阻。其中LED是共阳极连接到VCC ，扇叶拆解图如下： 至此这个巧妙的设计就拆解完了。 其他那种大的3D全息风扇原理也类似，只不过将LED灯换为了RGB灯珠，然后可能是通过霍尔或者编码器等检测圈数/位置信息，然后再控制灯珠显示不同内容。#中秋月圆社区团圆##嘉立创PCB#

今天拆了一个儿童早教机，玩具的样子如下，就是 通过插入不同的卡片，然后进入不同的模式，按照不同模式的规则按下相应的按键，据说可以提高专注力，玩具大致产品图如下所示 ： 那么他是如何识别不同的卡片1呢？当然还是红外识别，可以看到不同的卡片上有不同的条码， 玩具通过红外传感器就可以读取不同的数据黑色不反射光，白色反射光） ，卡片如下： 那么废话不多说，直接拆解，可以看到电路背面算是一目了然。 电路由电源芯片，主控芯片，LED驱动芯片，以及一个Flash存储芯片组成 ： 然后是电路正面， 每一颗游戏按键上方都有一颗绿色LED，作为正确提示；下方都有一颗红色LED，作为错误提示。 然后是 6颗红外传感器，用来判断卡片ID。由于卡片是从右向左插入的，所以会有一颗检测限位的微动开关作为卡片插入检测 。电路方案分析： 音频+主控采用杰理封装为QFN28的芯片，规格书是依旧的找不到。然后右侧是一颗T25S16的Flash存储芯片，可能是存储不同卡片对应的信息。 电源芯片采用的是一颗STI34061的同步降压芯片，将三节电池提供的电压降低到3.3V为单片机和外设供电 。 整个电路我数了数，按键共计29个，红外传感器6个，LED总共有80颗，这个数量是相当惊人，所以单单靠那个杰理的芯片是不够控制的。所以电路上还有一个LED的控制芯片，是中微爱芯的两线串口共阴极8段16位LED驱动控制芯片AIP1640，用途应该就是驱动那非常多的LED： AIP1640的芯片最多可以驱动8*16=128颗LED灯，感觉是蛮好用的。 最后是 卡片识别部分，总共有6颗红外开关，也就是说总共最大的卡片支持数量为2^6，就是可以识别64张卡片 。 下图是亿光的ITR8307手册，就是类似这种的传感器，问了一下 大概3毛钱一颗 ，感觉性价比还是蛮高的。 最后趁着老婆没回来，赶快把儿子的早教机玩具装好，希望不要被发现。 总体来说做工还是蛮扎实的，可玩性也蛮高的。#中秋月圆社区团圆##嘉立创PCB#

昨天看到了一个正负压电路， 来自LT1930的数据手册，是一个5V升压做±15V的电路。 这个电路设计的还是蛮巧妙的，因为他利用对称的电荷泵结构，然后从+15V那路取反馈，这样可以尽量的让-15V那路的输出更精确稳定。 电路图如下所示： 整个电路的思想就是电荷泵，利用电容两端电压不能突变的性质，产生15V输出和-15V输出，不过要注意的是，这种电荷泵的带载能力一般都比较有限，例如上图，他手册中给的负载电流最大可以70mA，是相对较弱的。 当芯片内部开关管Q1闭合时，芯片为电感L1充电，当芯片内部开关管Q1打开时，电感L1叠加VIN放电。SW点电压为方波波形。下图为LT1930的内部框图： 下图为仿真图和仿真的SW节点波形： 当内部开关管打开时，即 此时对应SW高电平部分，二极管D3和二极管D2导通，电感电压叠加输入电压VIN为电容C3和电容C1、电容C2充电 ，充电路径如下所示，此时特别注意电容C3和电容C1的两端电压差（左正右负）。通过仿真查看C3和电容C1两端的电压差，可以看到C3两端电压几乎是恒定16V（会用电流充电放电，实际上是波动的），C1两端的电压差恒定0.48V左右（和肖特基二极管以及负载相关）。电容和二极管的电流波形如下图： 当内部开关管闭合时，即此时对应SW低电平部分，SW点电压几乎为0V（由于电容两端电压不能突变，所以电容右侧变为负值），二极管D1和二极管D4导通，电流路径如下所示，此时电容C3和电容C1放电（大概就叫他放电吧，因为可以看到此时的电容电流波形和二极管电流波形是对应的上的）。 又由于反馈是从正压输出那里取的，所以可以保证正压输出为15V，而负压和正压的电路是相互对称的，所以由此保证C4上端电压是一个较为精准的负压15V。 电容和二极管的电流 波形如下图 ：总结：那么您觉得这种对称性设计有必要吗？可不可以正压用boost，负压用电荷泵呢？如果改成下面的电路会有什么潜在风险呢？如果您对此有什么看法也欢迎评论区讨论。#中秋月圆社区团圆##嘉立创PCB#

前两天买了一个三线制的PT100测温的模块，今天和大家一起分析一下这个原理。 由于原理和博主 >行者[removed]行者[removed]

#中秋月圆社区团圆# 快到中秋节了，各位小伙伴有买月饼吃吗？ 几道硬件工程师笔试题，来动动脑筋吧！

这篇文章主要随笔写一下TL431需要格外注意的几个参数，因为有的工程师可能也只是知道431是个基准源，并不会太注意这些参数，从而导致某些情况基准电压偏差或者震荡。最小工作电流，IKA 这个参数会影响到431的输出电压，如果431的IKA参数偏小会导致输出电压不准确，使用时一定要给予合适的Ika工作电流，例如下图曲线：例如下图仿真中，可以看到Ika电流为2.5mA，就符合最小工作电流要求： 要注意的是，不同的431，或者基准源对最小工作电流的要求也不一样，选择基准源的时候一定要格外注意最小工作电流的需求。以防出现输出电压偏差。相同厂家的不同系列的电流要求也不一样，选择不同系列时也需要注意这个参数，例如TL431AC，最小工作电流Imin为0.6mA。 而TL431Q最小需要1mA，虽然这个差别不大，但是也是以此提醒各位道友，要注意这个参数，因为 不同厂家也会有所不同。所以选择的时候要仔细阅读一下规格书。2.最小基准输入电流，Iref 这个参数要是达不到要求也会导致输出电压异常。这个在规格书里也可以找到相关说明，不过好在这个参数很小，一般不需要特别关注，只要不是吧Vref管脚悬空，或者选择特别特别大的偏置电阻，都不会导致Iref不够。下面是错误示范，如果过小Iref，会导致输出错误。例如下图仿真图：正确仿真图，更改R2和R3，合适选取阻值，将其改为10kΩ，可以看到输出电压正确。3.输出电容范围，Cout range 这个参数也很重要，如果选取不对，那么很可能会导致431震荡，我没有实际遇到过，我不确定这个是不是会必现，但是可以肯定的是，如果不合适选取电容，那么是会概率出现431环路震荡，输出电压波动的情况。（这个不同厂家的曲线图也不一样，要根据具体手册来看） 这个的看图方法为，先看Vka，比如Vka为Vref，那么就看A曲线，然后在根据电路的电流Ika情况，选择纵轴。比如10mA，那么就读取其10mA对应的X轴的容值，两边为稳定区，中间为非稳定区（不要选择这个区间内电容容值）。例如下图，就可以读出来，如果选输出电容，那么选择要么比10nF小，要么比4.5uF大，不要选择10nF~4.5uF之间的容值。 其他的内容，各位同好可以根据自身选择431的规格书了解详情，不再赘述。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。规格书参数一定要过一遍，粗略的看也要看一遍，一定不要嫌麻烦。#中秋月圆社区团圆##嘉立创PCB#

这个是在网上上看到的电路图，描述的内容为： 输出可变可控制PWM占空比 隔离型，0-20mA电流变送输出，包括0-10mA、4-20mA，还可以0-5V电压变送输出，精度可达0.5%温漂低，大批量生产过，电路稳定可靠。电路图如下：电路解析： 输入为最左边的PWM和GND还有3.3V，通过光耦进行隔离到隔离侧，也就是通过光耦和431将PWM转化为隔离基准后的2.5V的PWM波，然后再经过二阶RC滤波转化为0~2.5V直流电压后给后级的运算放大器。 基准后的PWM经过二阶RC滤波后，输出电压为Vref*D（Vref为431基准电压，D为PWM占空比），经过一个电压跟随器做阻抗变换（减小输出阻抗），然后再接到后级电流源电路。 再往后是一个howland电流源拓扑，使用了一个三极管进行扩流（运放输出电流有限，所以要加三极管扩流）。我们先看电流输出模式，那么就是按照图示接法，将4-20mA的负载电阻接到Rload处。Howland电流源仿真: 我们可以看到输出电流公式为：Iload = VIN/2*50Ω。当输入电压为1V时，输出电流为10mA左右。那么下面是推导过程：0~5V输出： 电路中还有这么一句话： R212焊接时，输出4-20mA电流，不焊接时，输出0-5V电压。那么我们仿真中也去掉R212，可以看到，输出电压基本为3*VIN（在负载电阻很大的情况下）。比如下图，输入电压1V，输出电压为3V： 由R211//R215很小，RLoad很大，所以推导过程均忽略掉了，推导过程如下：#中秋月圆社区团圆##嘉立创PCB#总结：可以用，精度要求不高的情况下还可以。这个0~5V，4~20mA的兼容设计挺好的，就是要注意0~5V输出时候的负载电阻不能太小（一般也不会很小）。

#嘉立创##嘉立创PCB##中秋月圆社区团圆#这个问题是逛论坛时看到的 一个恒流源输出漏电的问题，原帖没有给出合适的解决方案 ，并且这个问题比较经典，所以与各位道友一同分享我的看法和解决思路。问题描述：如图所示，该LED恒流电路能满足一般情况的需求，但是会有个小问题，即LED无法完全关断。在输入电压等于0V，而且运放的同相输入端电压也是零，检测到三极管的基极电压0.5v，LED会有点光，不仔细观察无法发现。把三极管改成mos管后，mos管栅极电压测试是0.7v，问题依然存在，LED还是微亮。最后换运放，同一型号的运放有的没有问题，有的有问题，基本一半一半的，提醒工程师注意这个问题。问题分析：那么问题出在了哪里呢？那么就是VOS导致的采样电阻上端会有微弱的电压，从而导致三极管不能完全关断，导致的漏电流使LED微亮。这颗运放的参数看了一下，Vos典型值为±5mV，那么折算到10Ω电流采样电阻上，电流就大概是0.5mA，也正是这点漏电流导致了LED微亮。而VOS一般呈正态分布，所以这也解释了帖子中描述的，替换运放概率会解决LED微亮的Bug，而且基本一半一半好坏。由于SGM321的数据手册中没有Vos的正态分布图，所以我在AD822的手册中找了一个类似的正态分布图，供各位参考。仿真验证：为了验证这一想法，我们打开Multisim，搭建类似的恒流源电路，由于没有相应的模型，所以选取理想运放，并且设置其Vos和SGM321的参数相同，仿真分Vos为+5mV以及-5mV两种情况进行讨论，来双面验证我们的猜想。1. Vos==-5mV：同相输入端电压比反向输入端电压要小5mV。2. Vos==+5mV：同相输入端电压比反向输入端电压要大5mV（但是由于这种单电源接法，仿真体现不出来）。所以根据仿真也可以印证就是Vos导致的LED微亮，也就是这种电流源结构存在漏电问题。那么如何解决呢？解决方案1：更换精密运放更换精密运放，可以减小Vos，那么就可以减小Vos导致的三极管，MOS管微导通导致的漏电。例如下图仿真将Vos设为0V，基本不会有负载电流。解决方案2：加大采样电阻加大采样电阻，采样电阻增大，可以减小漏电，因为前面也分析过，漏电流I = Vos/R。例如将采样电阻增大10倍后，漏电流也相应减小10倍。不过这种解决方案实际使用可能并不符合实际需求。解决方案3：额外的增加偏置额外的增加偏置，例如在反相输入端上，额外增加一颗较大的电阻上拉到VCC，那么这样就人为的增加了一个偏置电压，那么就可以杜绝在输入电压为0V的时候产生的漏电现象。仿真如下：Note：增加偏置电阻这个方法，会有点点改变恒流源的输出电流曲线（不是很明显）。例如下图，是增加偏置电阻前后的输出电流和输入电压的对应曲线。总结：解决方案很多，对成本敏感的话，可以增加偏置电阻。对成本不敏感的话，可以选择精密运放。像这种同一型号的器件，有的行有的不行，那么就要往器件参数上去考虑，很有可能就是器件的某个或者多个参数导致的问题。硬件不会骗人，玄学一定是没有考虑到的参数导致的，器件参数，温度，亦或是环境干扰。

拆了个自拍杆，小东西还是很实用的，据表妹说是19.9买的，不算很贵。大致的产品结构，有个小按键，使用蓝牙将手机与自拍杆连接后，按下按键就可以拍照（实际上就是发送一个音量键+给手机） 电路结构相当简单，电路使用一颗CR1632的3V纽扣电池供电，拆开后就是一个简单的最小系统，单片机型号是WS8000，大概1块钱一颗。整体的电路就是单片机+晶振+按键，电阻一颗，电容一颗，LED一颗，为了省钱，甚至连晶振的起振电容都没有贴。不得不说确实够省成本。电路背面没有器件，竟然不是单面板哈哈，看来成本还有降低的空间。总结：不得不说19块钱也是蛮良心价的，这东西的结构感觉用料还蛮扎实的，电路成本不高，主要是结构成本和人工快递成本。那么你觉得这个产品设计的怎么样呢？欢迎评论区留言探讨 #电路拆解# #拆解#