记从EMC菜鸟到高手艰难的成长历程

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简介:记从EMC菜鸟到高手艰难的成长历程

熬过漫长的黑夜,终于看到了成功曙光

——记化二本人从EMC菜鸟到高手的成长历程

(1)序言

入道硬件近七载,与EMC之相识、相知、相恋,乃至执子之手、携手终身已两春秋。

作为经历EMC魔鬼的折腾,有着刻骨铭心的EMC记忆与成长经历的过来人,其中的酸甜苦辣、艰辛、曲折,也许只有EMC同行能够体会或共鸣的。

今天,化二讲自已的EMC故事,企盼与资深的EMC同仁共勉之,更希望自已的EMC成长经历有助于EMC新人的快速成长!

(2)入道硬件,因为性格

——基础或出身不是成为EMC的高手的必要条件,性格与机遇才是最关键的。

化二出身机械,电子学的基础不好(大学期间仅仅学习了包罗万象的电工学与大学物理),硬件几乎是空白,更不必说什么电磁场理论,什么MAXWell,但高中的物理,给了我法拉第感应原理等。

闲来无聊,研三的时候就跟着同窗学习了2个月的51单片机,会点亮几个LED指示灯与数码管,当然也会编写一些简易的RS232通信。

但单片机的神奇与好玩,深深地吸引着热爱实践与想折腾的我。

随着激情的四年热能与动力工程(船舶内燃机方向)学习,混沌的三年机械制造研究生折腾的学业生涯的结束,俺在深圳富士康混到了一个机械工程师的职位。

那里所谓的机械设计,也就是配合电子工程师做测试装置,给他们画一些简单的结构图纸,拿出去加工,回来组装,最后协助他们调试而已。

没有小孩,没有家庭,更不要回家给老婆做饭,那时化二的精力很充沛,而且是个工作的亡命之徒,加上天生好心肠,大家均喜欢叫我干杂活。

当然,人生最重要的机遇也在不知不觉中出现了——电子工程师忙不过来时,会让我帮他们调整或修改一下单片机程序的参数。

C语言基础,加上研究生阶段2个月的单片机汇编实践,我入手很快,大约3~4周后,就能单独的编写简单的C51单片机程序了,半年后,我居然可以帮助他们发现C51单片机中的Bug.

听话(执行力强)、工作有激情、热爱学习、好心肠,加上当时的领导或同事给我很多机会,我狂补了单片机、电子技术基础(数字电路、模拟电路),以及protel 99SE软件。

经过半年的历练,化二终于成为了一名机械电子工程师,并且孕育一个大胆的想法——告别自已熟悉多年,但倍感无聊、简单COPY,画图员式的机械工程生涯,踏上了电子工程或硬件这条神奇的大道。

(3)结识EMC,因为故障

——在产品的开发中,只有两种工程师,一种工程师已遇到了EMC,另一种即将遇到EMC!

对于电子工程师或硬件工程师而言,大部分的时间就是COPY开发板或核心芯片供应商(如Atmel、TI、NXP、周立机)的参考电路,然后画PCB板,编写应用程序,焊接组装而已,调试运行成功,卖给客户。

也许这就是目前国内很多中小型公司或大学嵌入式硬件的开发流程,这样的产品开发周期短,研发成本低,加上功能齐全,因此比较适用于浪费电子与工厂内的检测装置的开发。

但是故障或不稳定的恶梦,一直伴随着研发工程师。

那时间,我们自主研发的、在实验室运行良好检测装置,一拿到生产车间(有电动机、空调、机床、贴片机等设备),经常会出现死机、复位重启、误动作、电路损坏、检测结果不精准等莫名其妙的问题。

这些问题困扰着我们研发工程师、课长与专理等,检测自动化装置开发部门成为全厂品质不佳问题的主要投诉对象。

面对现场的这些问题,我们显得是那么的无奈、压抑、无助、急迫,乃至负罪感,所有的这一切完全冲垮了新产品的成就感与自豪感。

多方打听,才知道是干扰,是电磁干扰(当时尚不知道抗干扰是EMC研究的最主要的内容),这魔鬼或恶魔让我们的新产品的运行不稳定!

此时的化二才恍然大悟,开发一款新产品,实现其功能不是很难的,但是让它稳定运行,的确是一个很大的挑战!

(4)入门EMC,因公司环境与流程

——EMC是产品可靠性的重要基础,随着公司的技术积累与对产品质量的重视,会越来越注意EMC,尤其是其抗干扰性能。

经过Foxconn一年单片机应用开发的历练,2008年,我跳进了另一家上市公司,专门从事基于RFID的铁路信号设备的嵌入式硬件开发(单片机、FPGA、ARM程序的编写,电路设计)。

铁路产品,可靠性要求高,对器件成本不敏感,开发流程复杂,研发周期较长,加上同事之间有携手并肩、共同进步的优良传统,以及良好的培训机制与优良的实验室,这里非常有利于技术人员的成长,尤其是那些愿意钻研的人。

经历两三个产品的开发(两年左右的技术成长),化二才慢慢的明白,产品的可靠性,涉及到方方面面,如器件选型与降额、散热、温湿环境、电磁兼容、信号完整性、微观力学、安规设计、软件的容错设计......

公司里不少嵌入式硬件工程师,有几位工程师也有少量的EMC经验积累,也时常会有EMC培训(概念性的),甚至请科普伦的大牛——吴卫兵老师给我们讲课。

现在看来,这些EMC知识均谈不上高深与精专,但是给化二新的视野与一片开阔的天地。至此才明白,化二在富士康遇到的设备的抗干扰性问题,其实是EMC中的一部分。

化二初次亲密接解抗干扰实验(ESD、EFT、Surge),感觉它是那么的神奇(可以让设备误动作与损坏,能够摸拟我在FSK设备失效的场景),也是那么的可怕(很难整改,许多项目因它而delay)。

那时,理论基础不好,找一本合适的EMC书籍学习,非常困难,一看到MAXWELL电磁场理论就头痛,感觉EMC是那么的深奥、枯燥,有放弃的感觉,但是项目逼着我继续下去。

譬如某产品的ESD测试中,“ESD引起设备复位重启”整改,我在网上找了不少资料,也到图书馆找了不少书。经过近两周的努力(白天在资深硬件工程师指导下泡实验室,晚上回来看书),终于给解决了——在复位信号的引脚并联470pF~1000pF的电容。

该产品的另一个测试项目中——电源EFT测试,设备的误动作,参照EMC书本的提示,添加了电源滤波器,也给解决了。

是啊,是上帝帮助了在EMC中迷失方向的化二——找到了某EMC系列的EMC书籍(主要郑军奇、钱老、杨继深、朱立文的)写得很精彩,此类书注意实效,理论要求不强,比较适合EMC入门。

就这样,经历了公司系统EMC培训、实践折腾、简单的书本理论学习,化二对EMC有粗略的了解,也算是入门了吧!

(5)EMC,因爱而专

人也许有很多的爱好,但其精力却是有限的。EMC内容之广,之深,足够你折腾很久。因为爱,必须有所舍,即所谓“溺水三千,只取一瓢!”

随着技术经验的增长,化二发现影响产品硬件可靠性最主要的因素是电磁兼容(现场电磁干扰)与温湿度问题,那些脚踏实地的通过EMC抗干扰设计的产品,在现场电磁环境中出现问题的概率不是很大。

但是可悲的事,大多数公司或研发人员,为了赶时间与抢市场,对产品的EMC没有严格的要求。最终导致产品的维护成本与返修率极高。

随着公司EMC意识的深入(尤其是“产品的EMC性能是设计出来的,而不是整改测试来的!”),EMC设备(含投资近二千万的暗室)逐渐完备,以及研发领导对产品EMC重视,公司开始着手铁路产品的EMC设计与规划。

原始EMC设计经验积累不足,加上工程师的EMC知识的不系统,该公司前期的EMC设计,主要借助EMC培训大师与供应商提供的标准防护电路!

时事造英雄!在这种背景下,化二甘愿做EMC工程师,充当了铁路产品抗干扰设计的急先锋,申请项目或改进原有产品,设计防护电路,画PCB,泡实验室,测量设计效果(有带高压探头的示波器),拿到现场做测试,总结经验,提供EMC培训。

不错,供应商或科普伦提供的防护参考设计电路,是比较容易通过EMC测试,尤其是浪涌,但是拿到铁路现场运行,发现了很多意想不到的问题,譬如:

A)用于AC220V电源线的压敏电阻14D561K,开裂、低阻抗或自燃;B)使用RS422防护的电路设备,接口芯片或TVS管损坏或短路,而前级防雷模块(外购)却运行良好;C)安规测试,添加了防护电路的通不过;D)添加了TVS或ESD防护器件的接口电路,在ESD测试中,照样死机与重启;E)自恢复保险丝导致设备掉电;F)添加了TVS管保护的接口电路损坏了,而互连的设备接口(未添加防护器件) 却完好;(G)铁路现场干扰的识别,与实验模拟的差异等;F)铁路设备现场接地容易受干扰;G)滤波良好或经典的接口电路,在这台设备可以通过EMC测试,而在其他的设备上居然过不了辐射骚扰RE;H)其设备研发通过EMC测试,中试却不通过;中试通过了,试生产却不通过.......

上述系统的EMC问题,折腾化二近两年,勤实践、总结失败经验、看EMC书、研读测试标准,历经无数的难眠之夜,逐步掌控了EMC,了解了其内含!

其中,杨克俊、周志敏、马永建的书(其他的均可以忽略),几乎成为我快速成长的指南针。

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