手机系列技术揭秘合集（2）
“啪”！防静电神器TVS揭秘(2):参数详解
上一篇文章介绍了ESD与TVS的关系，使用TVS来抑制静电是一个常见的方案。
在冬天时，我们接触电子设备经常会听到“啪”的一声，这就是静电放电，外行的人可能会抱怨这是产品设计不好导致的，其实不然，设计是否可靠，要看“啪”之后设备是否异常，如果设备正常工作，则说明设计可靠，如果设备异常，比如黑屏、闪屏、关机、异响，则说明保护不可靠。
我们一定要正确选型TVS，来有效抑制ESD引起的瞬时大脉冲，同时又不影响到电路本身信号或电源正常工作。我们以单向TVS管为例，详细解读TVS各参数意义。
TVS的IV特性曲线见下图，第一象限是作为二极管时的输出特性曲线，有我们熟知的正向导通电压和导通电流两个参数。
TVS是利用反向时来箝位电压，是反接、并联在电路中，反向工作时工作在上图第三象限，我们就介绍第三象限中的主要参数。
VRWM：Peak Reverse Working Voltage，反向工作电压，也有称之为变位电压，在这个工作电压下，我们可以看到VRWM对应的电路IR是很小的，此时TVS的功耗也就非常小。
需要注意的是，VRWM一定要大于器件工作时的电压，比如某信号是3.3V，则并联的TVS的VRWM一定要大于3.3V，否则TVS会把3.3V的信号当做干扰抑制，或者功耗很大。
IR：Reverse Leakage Current @ VRWM，漏电流，TVS工作在VRWM时的电流，这是一种漏电流，电流值很小，在0V~VRWM电压之间，IR约等于0.
VBR：Breakdown Voltage @ IT，击穿电压。在试验电流IT（test current）下，TVS反向导通时两端的电压，此时TVS处于低阻抗通路。高脉冲此时开始被导通到地回路……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-2537.html
一文搞懂三端子电容优势
电容分为电解电容，陶瓷电容，钽电容等。陶瓷电容在移动智能产品中使用广泛，其中又分为三端子电容和两端子电容。
人们常说三端子电容高频特性好，那么作为一名硬件工程师，你了解三端子电容吗？
下图是两端子电容和三端子电容的实物对比图
理想的电容，随着频率的增加，阻抗越来越低。见下图的阻抗频率曲线。
然而实际电容是有寄生参数的，下图是电容的简化等效模型，由于串联等效电阻ESR和串联等效电感ESL的存在，使得电容的阻抗频率特性产生了巨大变化。
下图是实际电容的阻抗频率特性，我们可以看到在低频段，电容起主导作用，阻抗随着频率增加而降低，然而高频段是电感起主导作用，阻抗随着频率增加而增加，这部分正是我们不希望看到的。
所谓的三端子电容高频特性好，就是它的ESL低。
我们对比下22uf的两端子电容和三端子电容的阻抗差异。可以看到两端子电容在1.05Mhz 处阻抗大约3mΩ，三端子电容谐振频率高一些，在3Mhz处阻抗只有大约2mΩ；最主要的高频部分，两端子电容在1Ghz处甚至超过了1Ω，而三端子电容只有110mΩ。
三端子电容完胜！
为什么三端子电容的高频特性好呢？
同样的问题：为什么三端子电容的ESL小？
那是因为三端子电容结构特殊，缩短了电流路径，使得ESL具有并联的特性，进而减小了ESL，使得高频特性好……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-1559.html
MLCC电容为什么会啸叫？怎么让它闭嘴！
随着笔记本电脑、手机等设备的普及，由电容器振动所产生的“啸叫”问题越来越多的受到人们的关注，如何优化各电源架构的电容啸叫，让电容闭嘴，是一个有趣的问题。
MLCC电容器发生啸叫主要是由陶瓷的压电效应引起的，MLCC电容器由于其特殊的结构，当施加在两端的电场变换时，可以引起成比例的机械应力的变化，此为逆压电效应，当振动频率落入人耳听觉范围内时，就会产生噪音，即所谓的“啸叫”。正压电效应相反，是受到力的作用，产生电场的过程。
无论是笔记本电脑还是手机，对电源的要求越来越高，通常在电源网络上并联大量的MLCC电容，如BUCK、BOOST架构的电源，当设计异常或者负载工作模式异常时，就很容易产生“啸叫”。
在笔记本电脑中，当电脑处于休眠状态，或者启动摄像头时，容易产生啸叫。
在手机中，最典型的一个案例是GSM所用的PA电源，此电源线上的特点是功率波动大、波动频率为典型的217Hz，落入人耳听觉范围内(20Hz~20Khz)，当GSM通话时，用专用听诊器听此电源线上的电容，很容易听到“滋滋”啸叫音。
如何抑制？
1. BUCK电源通常有PWM和PFM两种工作模式。PWM工作模式时纹波小，用在负载功耗比较高的条件下，为了避免BUCK在PWM工作模式时，给电容充电的开关频率进入人耳范围内引起啸叫，有的电源的开关频率会刻意避开20hz~20Khz这个开关频率。
2. 当电源处于轻载模式时，会间歇性的工作，间歇性输出几个脉冲，这个间歇性脉冲的频率，也有可能被人耳听到。所以也要从电源或者负载的角度，来优化PFM工作时间歇性脉冲的工作频率，避免啸叫。
3. 另一个是隐含的一个状态，在项目初期，系统往往不稳定，负载在正常和低功耗模式之间反复切换，电源也容易在PWM和PFM两个模式之间反复切换，这个切换的时隙，这也可能引起啸叫，需要软件优化系统的稳定性，避免负载工作模式异常切换来避免啸叫。
4. BUCK电感的饱和电流选取不合适时，有可能使得输出电流增加，会误触发电源进入过流保护，电源在正常工作模式和过流保护模式之间反复切换，也有一定可能性引起啸叫，电感选取一定要合适。
5. 开关电源本身纹波就大，多相开关电源具有纹波小、电流大的优点，通过交错相位，可以有效减小电源的纹波进而抑制啸叫……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-2666.html
你还分不清谐波失真、总谐波失真、总谐波失真加噪声吗？
什么是信号失真？
时域上测量系统的输出波形应该与输入波形精确一致，只是幅值放大，时间延迟，这称为不失真测量。
通常放大电路的输入信号是复杂的多频信号，如果放大电路对信号的不同频率分量的增益不同，或者相对相移发生变化，就使输出波形发生失真，前者称为幅度失真，后者称为相位失真，如果出现了与输入不同的频率成分，则称为频率失真。
谐波失真，英文全称Harmonic Distortion，简称HD。
总谐波失真，英文全称Total Harmonic Distortion，简称THD。
总谐波失真加噪声，英文全称Total Harmonic Distortion+Noise，简称THD+N。
由于系统内部非线性元件的存在，输入波形不能100%线性化输出，会产生失真，谐波失真是关注其谐波成分的一种评估指标。
HD、THD、THD+N究竟有什么区别呢？
HD最直接，指的就是谐波失真，比如在音频领域，系统输入为单频的信号，但是受到非线性器件的影响，音箱的输出产生了谐波，比如2次谐波、3次谐波等等。当谐波的幅度达到一定值时，就被人耳感觉到，产生非常糟糕的音频体验，所以这些谐波的幅度要求要小。
HD很简单，只关注到目标谐波，比如只关注到3次谐波，其余谐波忽略，就是目标谐波(二阶、三阶等)的均方根(RMS)值与信号电平均方根值的比值，音频领域中结果通常为百分比，通信领域中为dB，计算过程如下：
THD关注的是采样范围内所有的谐波成分，所以THD比HD多了个T（total），其评估谐波失真更准确，计算过程如下：
THD+N除了关注谐波，也关注噪声，是所有谐波及噪声组分在指定带宽下的和方根值与信号方根值的比值，计算过程如下：
以上只是对单频信号的谐波进行了评估，然而实际应用中，比如音频，其播放源不在是单一的频率信号，而是复杂的音频信号，含有各种频率成分，各种频率信号输入到系统中，受到非线性的影响，会彼此调制，除了产生谐波外，还会产生新的频率成分，这种频率失真也会降低音质体验……
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手机200W有线充电技术揭秘
受限于电池技术的发展，快充技术是手机续航的重要补充，它能够短时间内恢复电池电量，是消费者非常重视的手机性能之一。小米不满足于目前的快充技术，顶配机型更是支持了120W有线快充。
不过小米方面认为120W还不够快，最近发布了200W有线快充+120W无线快充技术，这两项重磅技术的升级，将会大幅度提高手机充电、续航体验，甚至小编还没准备好，‘它’就已经结束了。
200W有线充电，44秒充10%，3分钟充50%，8分钟充100%！这是手机有线充电首次进入十分钟时代！
当前手机充电受限于3大瓶颈：
1：电池本身的充电性能，受材料和电池结构影响；
2：温度，受电流和电芯内阻和通路电阻影响；
3：效率，受充电线路和充电架构方案影响
下面就来一起看下200W有线充电背后的技术。
首先，通过官方发布的消息，我们可以知道小米使用的是3颗转换效率高达98.6%的电荷泵并联充电。
单颗2:1电荷泵的工作特点是输出电压减半、电流加倍，这样可以降低充电线路上的电流，进而降低线路损耗，有助于提高充电效率，减小发热。比如电荷泵输入功率是9V&3A，则输出到电池可以达到4.5V&6A，电荷泵原理请参考以前文章：
一文理解电荷泵电源原理
3颗电荷泵可以大幅提升充电速度，与单颗电荷泵相比，3颗电荷泵并联，既可以提供更大的充电电流，又可以分散热的压力，发热量与普通充电接近。
其次，官方消息中小米11 Pro魔改版电池是4000 mAh，虽然低于5000mAh，但200W的充电速度依然是业界极致。
那么我们就要来说说这个4000mAh 10C的石墨烯超级快充电池，这个电池是以两个电池串联的方式设计的，双电池串联的特点是：总电压升高、容量不变；双电池并联的特点是：总电压不变，容量升高。
双电池串联的方式极大降低电池内阻，提升充电速度，降低充电温。由于电池串联，总电压加倍，在总电流相同的前提下，串联设计将会带来更快的充电功率……
原文链接：https://www.dianyuan.com/eestar/article-2794.html
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