機(jī)械電子工程電子產(chǎn)品公司電子工程師實(shí)習(xí)報(bào)告一、摘要

2023年7月1日至2023年8月31日，我在一家電子產(chǎn)品公司擔(dān)任電子工程師實(shí)習(xí)生。核心工作成果包括完成3款智能手環(huán)的藍(lán)牙模塊調(diào)試，使產(chǎn)品通過FCC認(rèn)證，調(diào)試周期縮短20%；設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)1個(gè)溫度傳感器數(shù)據(jù)采集程序，采集頻率穩(wěn)定在100Hz，誤差小于0.5%；優(yōu)化2個(gè)PCBLayout，減少信號(hào)干擾30%。專業(yè)技能應(yīng)用方面，熟練運(yùn)用AltiumDesigner進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，掌握C語(yǔ)言編寫嵌入式程序，運(yùn)用示波器、頻譜儀等設(shè)備進(jìn)行硬件測(cè)試。提煉出的可復(fù)用方法論包括模塊化設(shè)計(jì)降低調(diào)試成本，參數(shù)掃描法提升測(cè)試效率。

二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及過程

實(shí)習(xí)目的主要是把學(xué)校學(xué)的理論知識(shí)跟實(shí)際工作對(duì)接上，了解電子產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的完整流程。

實(shí)習(xí)單位是做智能穿戴設(shè)備的一家公司，規(guī)模不大，但氛圍挺活躍的，研發(fā)團(tuán)隊(duì)大概二十來人，產(chǎn)品線主要集中在中低端智能手環(huán)和手表。我所在的部門是硬件研發(fā)，平時(shí)跟著一位老工程師做項(xiàng)目，他們管我叫測(cè)試助理，但實(shí)際工作內(nèi)容挺雜的，設(shè)計(jì)、測(cè)試都有涉及。

實(shí)習(xí)期間，我跟著團(tuán)隊(duì)做了兩款新產(chǎn)品的藍(lán)牙模塊調(diào)試。7月10號(hào)開始接觸第一批手環(huán)樣品，當(dāng)時(shí)用的是CSR8670芯片，發(fā)現(xiàn)跟之前測(cè)試過的CSR8630有挺大區(qū)別，連接不穩(wěn)定，時(shí)好時(shí)壞。那段時(shí)間每天對(duì)著示波器抓包，挺熬人的。老工程師教我用Agilent的頻譜分析儀看信道干擾，我才知道原來旁邊工位做WiFi的同事調(diào)試時(shí)，我的模塊信號(hào)會(huì)受影響。我們調(diào)整了天線布局，把藍(lán)牙天線往背殼里面塞了一毫米，干擾確實(shí)小了點(diǎn)，但效果不明顯。后來?yè)Q了個(gè)頻點(diǎn)，從2.4GHz的2437MHz跳到2438MHz，問題基本解決了。8月5號(hào)拿到FCC報(bào)告，三個(gè)樣品都過了。

還有個(gè)印象深刻的項(xiàng)目是手環(huán)溫度傳感器的數(shù)據(jù)采集。7月25號(hào)接到任務(wù)，要求溫度讀數(shù)誤差控制在正負(fù)0.5攝氏度以內(nèi)，采樣頻率100Hz。我先是測(cè)了原廠的MAX31865芯片，發(fā)現(xiàn)溫漂有點(diǎn)大，后來改用DS18B20，精度上來了，但采樣速率慢了，不夠100Hz。最后跟軟件同事溝通，把ADC采樣時(shí)鐘分頻比調(diào)小了，在FPGA端做了個(gè)流水線處理，勉強(qiáng)達(dá)標(biāo)。過程中學(xué)了怎么用LTSpice做仿真，給電容取模型時(shí)才知道容值誤差對(duì)濾波效果影響有多大。

8月15號(hào)開始接觸PCB設(shè)計(jì)，用的是AltiumDesigner。之前在學(xué)校畫板子都是基于原理圖直接布線，來了之后才知道規(guī)范完全不一樣。師傅給我發(fā)了十幾頁(yè)的布局布線指南，里面規(guī)定了信號(hào)線不能跟電源線平行走，高速信號(hào)要等長(zhǎng)，GNDplane要怎么分割。我負(fù)責(zé)優(yōu)化一個(gè)帶無線充電功能的PCB，原來設(shè)計(jì)里充電線圈和主控制芯片靠得太近，調(diào)試時(shí)MOSFET一直炸。我按照指南把線圈挪到板子邊緣，中間加了一層DCRC，問題解決。改完之后用SI9000做了眼圖仿真，眼高從400mV提升到600mV，師傅說不錯(cuò)。

遇到的困難主要是調(diào)試時(shí)抓不到問題根源。8月初調(diào)試一款帶心率傳感器的手環(huán)時(shí)，數(shù)據(jù)顯示亂跳，有時(shí)候正常有時(shí)候完全不準(zhǔn)。查了半天原理圖，發(fā)現(xiàn)濾波電容選型有問題，我之前沒注意陶瓷電容的容值容差，換了貼片電容就好了。另一個(gè)挑戰(zhàn)是跟軟件同事溝通協(xié)議細(xì)節(jié)，他們用的CortexM4，定時(shí)器精度不夠，導(dǎo)致步數(shù)統(tǒng)計(jì)有偏差。我建議改用FPGA做計(jì)數(shù)器，他們?cè)嚵讼驴尚小?/p>

實(shí)習(xí)成果主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。一是兩款手環(huán)通過了FCC認(rèn)證，調(diào)試周期比預(yù)想的快了20%。二是溫度傳感器項(xiàng)目最終誤差穩(wěn)定在0.3攝氏度以內(nèi)，采樣頻率穩(wěn)定在110Hz。三是PCB優(yōu)化后，充電模塊的效率從85%提升到91%。

這段經(jīng)歷讓我明白硬件調(diào)試真的靠經(jīng)驗(yàn)，學(xué)校里學(xué)的那些理論在實(shí)際應(yīng)用中得做很多調(diào)整。比如阻抗匹配，實(shí)驗(yàn)室做電路時(shí)50歐姆差分線隨便接，工業(yè)上得看芯片手冊(cè)，線長(zhǎng)、線寬都得算。還有焊接，之前覺得BGA貼裝不難，來了之后才知道溫度曲線怎么走，助焊劑選什么牌子，對(duì)成品率影響多大。最大的收獲是學(xué)會(huì)了怎么跟不同背景的同事合作，做項(xiàng)目不能閉門造車，軟件硬件得反復(fù)溝通。

公司管理上，我覺得新人培訓(xùn)有點(diǎn)欠缺。我來了八周，除了師傅手把手教，就拿了本過時(shí)的設(shè)計(jì)規(guī)范，很多細(xì)節(jié)都是現(xiàn)學(xué)現(xiàn)問。建議可以搞個(gè)在線知識(shí)庫(kù)，把常見問題、測(cè)試方法、物料清單都整理好，這樣新來的能更快上手。另外崗位匹配度上，我本來以為會(huì)多接觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但實(shí)際工作主要集中在電路層面，跟機(jī)械結(jié)合的不多。如果公司愿意的話，可以搞個(gè)輪崗制，讓硬件同事了解點(diǎn)結(jié)構(gòu)，反過來也一樣。

三、總結(jié)與體會(huì)

這八周實(shí)習(xí)，感覺像是把過去兩年半學(xué)的東西掰開了揉碎了用了一次。7月1號(hào)剛來的時(shí)候，連原理圖看不懂，跟師傅說個(gè)問題都得卡殼半天。到8月31號(hào)走的時(shí)候，能獨(dú)立調(diào)試藍(lán)牙模塊，會(huì)看眼圖，甚至跟軟件那邊扯皮說協(xié)議細(xì)節(jié)時(shí)，對(duì)方都挺客氣。這種進(jìn)步不是書本能給的，必須真動(dòng)手。

實(shí)習(xí)最大的價(jià)值在于把學(xué)校教的模塊化設(shè)計(jì)理念給實(shí)踐了。比如做溫度傳感器時(shí)，我把ADC、濾波、通信協(xié)議拆分開來，每個(gè)部分單獨(dú)調(diào)試，最后集成時(shí)問題少很多。這種思路在學(xué)校做課程設(shè)計(jì)時(shí)沒太體會(huì)，真做產(chǎn)品才知道，模塊分得細(xì)，后期修改、測(cè)試效率高太多了。我參與優(yōu)化的那個(gè)PCB，通過調(diào)整GNDplane分割，把信號(hào)Integrity問題從嚴(yán)重降到輕微，拿到SI9000報(bào)告時(shí)，師傅說這招用得對(duì)。這種把理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際成果的感覺，挺帶勁的。

對(duì)職業(yè)規(guī)劃的影響挺直接的。實(shí)習(xí)前想當(dāng)個(gè)算法工程師，現(xiàn)在覺得硬件才是我的菜。特別是看到師傅處理射頻問題，那種對(duì)信號(hào)頻率、阻抗的掌控力，我覺得挺有意思。未來打算補(bǔ)齊射頻知識(shí)，可能考個(gè)CWNE認(rèn)證，學(xué)校下學(xué)期有EMC的課程，我打算多花點(diǎn)時(shí)間。另外，實(shí)習(xí)讓我意識(shí)到做硬件不能只埋頭畫板子，得懂結(jié)構(gòu)、懂制造。公司那個(gè)帶無線充電的板子，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)工程師沒給預(yù)留散熱空間，導(dǎo)致測(cè)試時(shí)MOSFET溫度超標(biāo)，最后我不得不加個(gè)散熱片。這件事讓我明白，機(jī)械電子工程真不是割裂的，必須整體考慮。

看現(xiàn)在行業(yè)趨勢(shì)，智能穿戴設(shè)備越來越卷，功能堆料的同時(shí)，對(duì)功耗、體積的要求也越來越苛刻。像我們做的手環(huán)，電池容量就1.3mAh，既要支持藍(lán)牙5.3，又要帶心率、溫度，還要省電，每個(gè)環(huán)節(jié)都得摳。這讓我意識(shí)到，以后做設(shè)計(jì)得學(xué)會(huì)取舍，不能啥功能都想加。可能這就是行業(yè)現(xiàn)狀吧，以前覺得不可能的小體積里塞這么多功能，現(xiàn)在好像成了標(biāo)配。

心態(tài)轉(zhuǎn)變還是挺明顯的。以前做實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)就重跑，現(xiàn)在不行，一個(gè)產(chǎn)品要考慮成本、良率、供貨周期。7月15號(hào)調(diào)試時(shí)，為了提前兩天出樣品，我在師傅指導(dǎo)下連班帶干，通宵把調(diào)試數(shù)據(jù)整理完。雖然累，但看到產(chǎn)品順利送產(chǎn)，挺有成就感的?？箟耗芰Υ_實(shí)比以前強(qiáng)了，學(xué)?？荚嚺R時(shí)加題，頂多熬夜通宵；現(xiàn)在項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)催得緊，一天幾十個(gè)問題等著解決，得有條不紊。這種責(zé)任感，可能就是從實(shí)習(xí)里學(xué)到的。

后續(xù)打算把實(shí)習(xí)中遇到的問題再深入研究下，特別是那個(gè)DCRC設(shè)計(jì)，感覺可以寫篇小論文。手頭有幾個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文檔還沒整理完，打算周末回宿舍再啃啃。師傅說下次有機(jī)會(huì)可以參與個(gè)新項(xiàng)目，聽到這話挺興奮，希望能早點(diǎn)再上手。感覺自己的路好像清晰點(diǎn)了，至少知道以后該往哪個(gè)方向努力了。

四、致謝

在此，衷心感謝公司提供這次寶貴的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)。特別感謝我的導(dǎo)師