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可穿戴智能手环的电磁兼容设计方案

-2018-10-15-

 上海海悦电子科技有限公司成立于2006年,公司自成立至今一直专注于安规与电磁兼容测试设备的研发、生产和销售,公司的主要人员具有近20年的从业经历,有着丰富的实践经验,已经成功给多家大型认证实验室提供过测试设备的规划以及相应试验设备供应,公司自行生产数百种各类安规设备、试验仪器,并承接非标定制试验设备。

公司一直以严谨的态度,秉承“以诚信为基石,提供专业的技术服务,完善的解决方案,高品质的试验设备”的理念,不断的完善售后服务,提高产品品质,努力成为同行业的佼佼者.




   上海海悦电子科技有限公司成立于2006年,公司自成立至今一直专注于安规与电磁兼容试验设备的研发、生产和销售,公司的主要人员具有近20年的从业经历,有着丰富的实践经验,已经成功给多家大型认证实验室提供过测试设备的规划以及相应试验设备供应,公司自行生产数百种各类安规设备、试验仪器,并承接非标定制试验设备。

公司一直以严谨的态度,秉承“以诚信为基石,提供专业的技术服务,完善的解决方案,高品质的试验设备”的理念,不断的完善售后服务,提高产品品质,努力成为同行业的佼佼者.

公司同时代理销售国内外多家知名的安规设备厂商产品,包括:美国COMPWEST、意大利ATS、美国ED&D、台湾鲸扬、日本SOKEN、日本KIKUSUI、日本YOGOGAWA、台湾艾普斯、日本SOKEN、日本ESPEC等等。

公司在电磁兼容领域提供完整的EMI与EMS设备,代理供应包括欧洲EM-TEST、意大利AFJ、德国FRANKONIA、瑞士EMC-PARTNER、日本MORITA等众多厂家产品,同时公司也是北京科环在华东区销售网点。

   可穿戴产品正在改变着人们的生活,其中智能手环是可穿戴设备中流行的产品,受到了白领消费者的广泛热捧。通过这款手环,用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据,并将这些数据与手机、平板、ipod touch同步,起到通过数据指导健康生活的作用。市面上销售的手环产品也是种类繁多,作为服务生活的便携式产品,手环的质量、稳定性、电磁兼容性能受到人们了极大的关注。

智能手环产品在日常使用过程中就经常遇到以下电磁兼容干扰问题,困扰着人们对手环的使用:

1、手机等通讯设备不能很顺利的与手环通过蓝牙连接,进行数据传输通信;

2、内部加速度传感器在高频电磁场环境下受到高频电磁干扰,计步不准确;

3、智能手环内置电池,在电量不够时需要充电,但充电接口由于对外裸露容易遭受静电等干扰而损坏。

因此,作为智能手环的硬件设计人员,在产品研发过程中必须要进行电磁兼容设计。

智能手环电磁兼容滤波设计要点

产品对外充电端口需要进行防护滤波设计,增强接口的防静电能力,同时抑制干扰对后级电源的影响。建议增加的电路设计如下图所示,其中电源端口TVS管为BV05C,磁珠选型为BLM0402-600;


由于运动量的采集采用小、薄、低功耗的三轴分辨率加速器传感器,该传感器集成度高,极易受到干扰影响,在设计时需对模拟电源进行滤波设计,针对模拟电源需要采取高频磁珠和高频电容滤波,采取PI型滤波方式;

磁珠=FBMA-11-100505-121A10T;FBMA-10-100505-600T


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手环通常采用超低功耗处理器芯片,数据运算量非常小,通过蓝牙芯片与移动设备进行通讯。蓝牙芯片电路设计时,要防止其它高频杂散的串扰,影响蓝牙的通信,需要针对蓝牙电源进行滤波设计,采取高频磁珠以及电容进行高频干扰滤波处理;建议滤波设计电路如下:磁珠=FBMA-10-100505-600


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输出电路需要一个π形电路(起到阻抗匹配的作用),需要根据实际情况在三个位置上增加电容或者电感,把阻抗调整到中心点,达到的功率输出效果。

智能手环电磁兼容滤波PCB设计要点

智能手环体积较小,PCB上布局比较紧凑,但器件布局也需要满足电磁兼容设计要求。设计时需要特别注意布局的顺畅,电源变换芯片、CPU模块、蓝牙模块、传感器电路分开布局,不能相互串扰,同时注意电源变换模块、蓝牙模块与传感器模块尽量分开保持一定距离。

PCB单板上,需要区分数字地区域、模拟地区域、射频地区域,可以不分地设计或分地设计并通过0欧电阻进行连接,同时对应的数字、模拟、射频电路分别参考对应的地平面,减小相互耦合干扰。分地设计时特别注意不能有信号布线跨地分割,否则会导致走线环路较大,容易受到外部高频干扰。

其他方面,在单板PCB设计时,注意板边铺设地网络,信号内缩,减小静电从结构缝隙耦合至单板的干扰,提高单板的敏感度。

智能手环电磁兼容结构设计要点

结构设计注意密闭性,注意按键的同时增大单板与结构件之间的间距,对结构件放电时不会作用至单板,间接提高了单板的放静电能力。

  通过从滤波、防静电、PCB布局、分地、布线等几个方面进行电磁兼容设计考虑,这样才能提升智能手环的质量,稳定性!在实际应用中才能更加可靠,不受干扰,不易损坏,才能真正成为我们的生活中的健康助手!