在工程实践中，的确会碰到一些意想不到，奇奇怪怪，自己在实验室环境中打去世也不会想到，或者想到也
记得在之前的博文 墨菲定律：都是温度惹的祸[1] 中提到电路的热稳定性影响的今年全国大学生智能汽车竞赛西部赛区部分军队的声音信标作品，在室外比赛高气温比赛环境中，没有能够完成现场的比赛。
本日提到的是其余一个古老工程设计的例子，由于没有对电路对外端口保护设计得到，不仅造成现场调试过程中屡次造成核心主板的烧毁，同时也使得工程周期延长了。
▲ 老式电话机与当代手机
在 拨回旧光阴[2] 博文中记录了我在去年最初理解到该仿古电话项目的内容：是利用现在网络技能对传统转盘电话机进行改造使其仍旧具有基本的通话功能，人机界面仍旧包括有转盘拨码、振铃、听筒受话等元素，而语音传输则采取网络数据传输的办法。它是为欧洲市场定制的产品。所须要办理的工程问题是 办理老式电话机中振铃高压互换旗子暗记（40 ~100V）的产生[3] 技能。
当时电话机其他的电路前面别人都已经设计调试完毕，只剩下电话振铃电路如何驱动。
电路板供电电源为12V。采取大略的BOOST电路得到大约的E=40V直流电压，然后通过桥电路驱动电话机振铃线圈，可以达到E×4/π，大约51V峰峰值的等效基频互换电，可以稳定驱动电话的振铃动作。
▲ 实际事情电路中的电路板
后来，仿古电话进行小批量生产的时候，问题随之而来。那便是对付不同的电话测试的时候，会涌现随机烧毁核心电路板的问题。
此时，只能重新对之前别人设计的电路进行重新剖析，原来故障的隐患便是来自于电路端口保护的缺失落。在原来电路板与电话机引线接口中，大约有多组旗子暗记线，包括听筒、摘挂话机、振铃、拨码脉冲以及麦克风旗子暗记等。存在着一些旗子暗记直接连接核心板的IO口，但并没有进行端口旗子暗记保护。
在接口引线之间存在着很强的旗子暗记耦合，这就会使得那些直接连接核心MCU的IO的引线随意马虎受到强旗子暗记的滋扰和冲激。
▲ 电话接口线中的旗子暗记耦合
对付IO口保护常日采取RC滤波电路，可以衰减外部尖脉冲的冲激。对付变革比较快的开关旗子暗记，也可以采取二极管钳位的办法来接管外部高电压的冲激。
下面先容的一款用于电子线路端口保护的 二极管阵列SP4062[4] 集成了四个通道低寄生电容二极管，并配有附加的 齐纳（Zener）二极管[5] 可以保护随意马虎受到损毁的电子线路IO端口。比如避免由于闪电引起的浪涌旗子暗记。该器件可以接管高达20A的电流。SP4062适宜用于高速旗子暗记管脚的保护。
▲ SP4062 形状
下图给出了基于SP4062对付以太网口吸收芯片的Tx,Rx端口的保护示意图。从这里可以看出，一颗SP4062可以对四个IO端口进行保护。由于SP4062器件封装很小，将它嵌入到原来电路中则比较随意马虎。
▲ 内部构造事理、管脚分布、基本运用
通过快速制版将表贴的SP4062芯片焊接在电路板上，可以大略对齐保护功能进行测试。
▲ 丈量输入管脚稳压实验电路
下面是输入互换三角波形（蓝色波形），经由SP4062钳位之后，输出的电路波形（橙色波形）就被限定在-0.85V ~ 4.8V之内了。输入与输出旗子暗记波形如下图所示。
输出的波形最大值：4.8975V输出的波形最小值：-0.8525V▲ 输入与输出旗子暗记波形
将 SP4062集成于前面仿古电话机内部接口[6] 中，经由测试，办理了原来系统不稳定，总是烧毁核心处理板的故障。
▲ 焊接后的8通道IO保护板
通过这个设计，重新让我们对付系统设计细节重视起来。对付可能存在的故障不能够存有侥幸生理。良好设计就该当是防患于未然之中。
参考资料[1]墨菲定律：都是温度惹的祸: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/108012769
[2]拨回旧光阴: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/104133123
[3]办理老式电话机中振铃高压互换旗子暗记（40 ~100V）的产生: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/106748365
[4]二极管阵列SP4062: https://www.littelfuse.com/~/media/electronics/datasheets/tvs_diode_arrays/littelfuse_tvs_diode_array_sp4062_datasheet.pdf.pdf
[5]齐纳（Zener）二极管: https://circuitdigest.com/tutorial/zener-diode-types-applications-and-operational-principle/
[6]SP4062集成于前面仿古电话机内部接口: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/108286959
