【正文】 第二，對(duì)于一個(gè)高速信號(hào)來(lái)說(shuō)，提供有好的信號(hào)回流可以保證它的信號(hào)質(zhì)量，這是因?yàn)镻CB上傳輸線(xiàn)的特性阻抗一般。 第一，根據(jù)公式可以知道，輻射強(qiáng)度是和回路面積成正比的，就是說(shuō)回流需要走的路徑越長(zhǎng)，形成的環(huán)越大，它對(duì)外輻射的干擾也越大，所以，PCB布板的時(shí)候要盡可能減小電源回路和信號(hào)回路面積。 Answer：對(duì)于一個(gè)電子信號(hào)來(lái)說(shuō)，它需要尋找一條最低阻抗的電流回流到地的途徑，所以如何處理這個(gè)信號(hào)回流就變得非常的關(guān)鍵。一般來(lái)說(shuō)，單點(diǎn)接地用于簡(jiǎn)單電路，不同功能模塊之間接地區(qū)分，以及低頻（f1MHz）電子線(xiàn)路。 Answer: 接地有多種方式，有單點(diǎn)接地，多點(diǎn)接地以及混合類(lèi)型的接地。 Answer: PE,PGND,FG－保護(hù)地或機(jī)殼；BGND或DCRETURN－直流－48V(+24V)電源（電池）回流；GND－工作地；DGND－數(shù)字地；AGND－模擬地；LGND－防雷保護(hù)地一個(gè)比較通用的定義是“接地是電流返回其源的低阻抗通道”。 Q2：接地的定義最近，高速信號(hào)的信號(hào)回流技術(shù)中也引入了“地”的概念。比如在通信系統(tǒng)中，大量設(shè)備之間信號(hào)的互連要求各設(shè)備都要有一個(gè)基準(zhǔn)‘地’作為信號(hào)的參考地。同時(shí)，接地也是保護(hù)人身安全的一種有效手段，當(dāng)某種原因引起的相線(xiàn)（如電線(xiàn)絕緣不良，線(xiàn)路老化等）和設(shè)備外殼碰觸時(shí)，設(shè)備的外殼就會(huì)有危險(xiǎn)電壓產(chǎn)生，由此生成的故障電流就會(huì)流經(jīng)PE線(xiàn)到大地，從而起到保護(hù)作用。 Q1：為什么要接地? 2: 一般來(lái)說(shuō)開(kāi)關(guān)控制器是閉環(huán)系統(tǒng)，如果輸出惡化的情況超過(guò)了閉環(huán)可以控制的范圍，開(kāi)關(guān)電源就會(huì)工作不正常，所以這種情況就需要認(rèn)真檢查反饋和采樣電路。 1: 電源電路的輸出輸出通過(guò)低阻值大功率電阻接到板內(nèi)，這樣在不焊電阻的情況下可以先做到電源電路的先調(diào)試，避開(kāi)后面電路的影響。 Q4：如何調(diào)試開(kāi)關(guān)電源電路 一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)電源控制器的供應(yīng)商會(huì)提供具體的計(jì)算公式和使用方案供工程師借鑒的。開(kāi)關(guān)電源控制器驅(qū)動(dòng)能力也要注意，過(guò)多的MOSFET是不能被良好驅(qū)動(dòng)的。 而輸出部分設(shè)計(jì)包含了輸出電容，輸出電感以及MOSFET等等，這些的選擇基本上就是要滿(mǎn)足一個(gè)性能和成本的平衡，比如高的開(kāi)關(guān)頻率就可以使用小的電感值（意味著小的封裝和便宜的成本），但是高的開(kāi)關(guān)頻率會(huì)增加干擾和對(duì)MOSFET的開(kāi)關(guān)損耗，從而效率降低。因此這部分的設(shè)計(jì)在于保證精確的采樣電路，還有來(lái)控制反饋深度，因?yàn)槿绻答伃h(huán)響應(yīng)過(guò)慢的話(huà)，對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)能力是會(huì)有很多影響的。 Answer：很多的未使用過(guò)開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)的工程師會(huì)對(duì)它產(chǎn)生一定的畏懼心理，比如擔(dān)心開(kāi)關(guān)電源的干擾問(wèn)題，PCB layout問(wèn)題，元器件的參數(shù)和類(lèi)型選擇問(wèn)題等。相比之下，LDO設(shè)計(jì)最易實(shí)現(xiàn)，輸出紋波小，但缺點(diǎn)是效率有可能不高，發(fā)熱量大，可提供的電流相較開(kāi)關(guān)電源不大等等。 Answer：根據(jù)分析系統(tǒng)需求得出的具體技術(shù)指標(biāo)，可以來(lái)選擇合適的電源實(shí)現(xiàn)電路了。功耗和效率是密切相關(guān)的，效率高了，在負(fù)載功耗相同的情況下總功耗就少，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的功率預(yù)算就非常有利了，對(duì)比LDO和開(kāi)關(guān)電源，開(kāi)關(guān)電源的效率要高一些。 Answer：對(duì)于一個(gè)實(shí)際的電子系統(tǒng)，要認(rèn)真的分析它的電源需求。 如何設(shè)計(jì)一個(gè)合適的電源 還有細(xì)心和認(rèn)真，因?yàn)橛布O(shè)計(jì)上的一個(gè)小疏忽往往就會(huì)造成非常大的經(jīng)濟(jì)損失，比如以前碰到一塊板在PCB設(shè)計(jì)完備出制造文件的時(shí)候誤操作造成了電源層和地層連在了一起，PCB板制造完畢后又沒(méi)有檢查直接上生產(chǎn)線(xiàn)貼裝，到測(cè)試的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)短路問(wèn)題，但是元器件已經(jīng)都焊接到板上了，結(jié)果造成了幾十萬(wàn)的損失。所以做一個(gè)硬件設(shè)計(jì)人員要鍛煉出良好的溝通能力，面對(duì)壓力的調(diào)節(jié)能力，同一時(shí)間處理多個(gè)事務(wù)的協(xié)調(diào)和決斷能力和良好平和的心態(tài)等等。與此同時(shí)，還要準(zhǔn)備好BOM清單，開(kāi)始采購(gòu)和準(zhǔn)備物料，聯(lián)系加工廠家完成板的貼裝。 一個(gè)好的硬件工程師實(shí)際上就是一個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理，他/她需要從外界交流獲取對(duì)自己設(shè)計(jì)的需求，然后匯總，分析成具體的硬件實(shí)現(xiàn)。 現(xiàn)在從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，每個(gè)設(shè)計(jì)最終都可以做出來(lái)，但是一個(gè)項(xiàng)目的成功與否，不僅僅取決于技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)，還與完成的時(shí)間，產(chǎn)品的質(zhì)量，團(tuán)隊(duì)的配合密切相關(guān)，所以良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作，透明坦誠(chéng)的項(xiàng)目溝通，精細(xì)周密的研發(fā)安排，充裕的物料和人員安排，這樣才能保證一個(gè)項(xiàng)目的成功。 5調(diào)試的過(guò)程中要有平和的心態(tài)，遇見(jiàn)問(wèn)題是非常正常的，要做的就是多做比較和分析，逐步的排除可能的原因，要堅(jiān)信“凡事都是有辦法解決的”和“問(wèn)題出現(xiàn)一定有它的原因”，這樣最后一定能調(diào)試成功。 檢查和調(diào)試 A項(xiàng)目中使用內(nèi)存芯片實(shí)現(xiàn)了1G大小的DDR memory，針對(duì)這個(gè)部分的布線(xiàn)是非常關(guān)鍵的，要考慮到控制線(xiàn)和地址線(xiàn)的拓?fù)浞植?，?shù)據(jù)線(xiàn)和時(shí)鐘線(xiàn)的長(zhǎng)度差別控制等方面，在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)和實(shí)際的工作頻率可以得出具體的布線(xiàn)規(guī)則要求，比如同一組內(nèi)的數(shù)據(jù)線(xiàn)長(zhǎng)度相差不能超過(guò)多少個(gè)mil，每個(gè)通路之間的長(zhǎng)度相差不能超過(guò)多少個(gè)mil等等。重要的部分包括：電源的分割；內(nèi)存的時(shí)鐘線(xiàn)，控制線(xiàn)和數(shù)據(jù)線(xiàn)的長(zhǎng)度要求；高速差分線(xiàn)的布線(xiàn)等等。 PCB設(shè)計(jì)中要注意的問(wèn)題 電源是保證硬件系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)中要詳細(xì)的分析：系統(tǒng)能夠提供的電源輸入；單板需要產(chǎn)生的電源輸出；各個(gè)電源需要提供的電流大??；電源電路效率；各個(gè)電源能夠允許的波動(dòng)范圍；整個(gè)電源系統(tǒng)需要的上電順序等等。當(dāng)主要的芯片選定以后，最關(guān)鍵的外圍設(shè)計(jì)包括了電源，時(shí)鐘和芯片間的互連。 原理圖設(shè)計(jì)中要注意的問(wèn)題根據(jù)這個(gè)目標(biāo)，硬件方案中就針對(duì)性的選用了兩個(gè)高性能網(wǎng)絡(luò)處理器，然后還需要深入的和軟件設(shè)計(jì)者交流，以確定內(nèi)存大小，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)外接口和調(diào)試接口的數(shù)量及類(lèi)型等等細(xì)節(jié)，比如軟件人員喜歡將控制信令通路和數(shù)據(jù)通路完全分開(kāi)來(lái)，這樣在確定內(nèi)部數(shù)據(jù)走向的時(shí)候要慎重考慮。 啟動(dòng)一個(gè)硬件開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，原始的推動(dòng)力會(huì)來(lái)自于很多方面，比如市場(chǎng)的需要，基于整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)的需要，應(yīng)用軟件部門(mén)的功能實(shí)現(xiàn)需要，提高系統(tǒng)某方面能力的需要等等，所以作為一個(gè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者，要主動(dòng)的去了解各個(gè)方面的需求，并且綜合起來(lái)，提出最合適的硬件解決方案。Trackback: 硬件項(xiàng)目設(shè)計(jì)心得 1才有形成這樣的大公司的技術(shù)基礎(chǔ)中國(guó)就強(qiáng)大了。從小的產(chǎn)品做起，做到國(guó)內(nèi)最好、亞洲最好、世界最好。 象GE，每個(gè)行業(yè)都是業(yè)內(nèi)的翹楚，那是資本主義社會(huì)200年的技術(shù)積累。想想看，同樣是產(chǎn)值100萬(wàn)，一個(gè)產(chǎn)品和10個(gè)產(chǎn)品的差別那就大了，研發(fā)、服務(wù)、維修，差的多呢。產(chǎn)品就是這樣，占領(lǐng)市場(chǎng)的同時(shí)，利潤(rùn)就有了，規(guī)模效益就有了。需要做的是至少在某個(gè)行業(yè)做到前三名。 就公司而言，需要嗎？那要看你的公司有沒(méi)有這方面的人才；還需要看有沒(méi)有這個(gè)方面的機(jī)制。 需要去從事多個(gè)行業(yè)嗎？就個(gè)體而言，不需要。 中國(guó)大啊，市場(chǎng)大啊，只要認(rèn)真耕耘，就會(huì)有收獲。 有個(gè)笑話(huà)，說(shuō)：剛剛離開(kāi)的行業(yè)，發(fā)展最快。 我認(rèn)識(shí)的靠技術(shù)過(guò)上寶馬豪宅生活的工程師，并不是在技術(shù)上一開(kāi)始就有什么過(guò)人之處，也不是說(shuō)他的產(chǎn)品一開(kāi)始就會(huì)比別人好很多，而是都是特別有韌性的人，都在捕捉某個(gè)行業(yè)的機(jī)會(huì)，在某個(gè)行業(yè)內(nèi)精耕細(xì)作，堅(jiān)持不懈，別人都干其它的去了，只有他還在這個(gè)行業(yè)中慢慢來(lái)，過(guò)上5年或者更多的時(shí)間，慢慢得到業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)可，產(chǎn)品不斷改進(jìn)，慢慢打開(kāi)了銷(xiāo)路，最后站住腳，機(jī)會(huì)來(lái)了，一下發(fā)達(dá)了。 第四步：溝通、協(xié)作 原來(lái)還有，現(xiàn)在越來(lái)越少，做一個(gè)小的產(chǎn)品，就可以生活無(wú)憂(yōu)。 有些人習(xí)慣怨天尤人，沒(méi)有好的老爸老媽?zhuān)瑳](méi)有好的老師，沒(méi)有好的同伴，沒(méi)有好的環(huán)境，沒(méi)有好的老板。換一個(gè)環(huán)境就是了，總有人會(huì)欣賞你的。換句話(huà)，你可能付出的是其他人的n倍的努力，可是你得到的是n倍以上的回報(bào)，你的知識(shí)已經(jīng)不是簡(jiǎn)單的累加了，已經(jīng)質(zhì)變了。 還有一個(gè)含意是觸類(lèi)旁通。 勤奮還有另外一個(gè)含意，就是天道酬勤。需要勤奮勤奮再勤奮。 你看《射雕英雄轉(zhuǎn)》中的郭靖，沒(méi)有別的本事，就是傻練，有一天開(kāi)竅了，如有神助。至少，熟練工種是沒(méi)有問(wèn)題的吧。一方面，干別人的活，練自己的技術(shù)，長(zhǎng)自己的本事。當(dāng)然，這個(gè)需要你的公司有這個(gè)機(jī)制，多勞多得的機(jī)制。別人58小時(shí)工作，你是716小時(shí)，再提高工作效率一倍，你不久賺了比別人多5倍的錢(qián)嗎？老樹(shù)公司有2個(gè)員工，原來(lái)在老家種蘋(píng)果，沒(méi)有賺到錢(qián)，到老樹(shù)的公司中干活，計(jì)件，活忙的時(shí)候，早晨8：00起來(lái)，晚上12：00收工，年底也賺了一筆錢(qián)回家，高高興興，老樹(shù)也開(kāi)心，原來(lái)一屋子人干的活，現(xiàn)在2個(gè)人干了，公司管理省事了，員工也賺到了錢(qián)。憑什么你比別人強(qiáng)？你能有好的工作、好的收入，你能香車(chē)寶馬，醇酒美人？老樹(shù)認(rèn)為，沒(méi)有別的辦法，就是靠勤奮。 這個(gè)時(shí)候，抓住任何機(jī)會(huì)，去參與一個(gè)大型產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在其中做一件事情，你可以學(xué)到溝通、協(xié)作、界面等產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一些要素。 有心人就是這樣，在什么樣的情況下，都能慢慢積蓄知識(shí)和力量。再一看，配套市場(chǎng)大把的。后來(lái)在四通工控那里看到了，原來(lái)是固態(tài)繼電器。一個(gè)比較快的辦法就是到工控機(jī)的廠家那里，看看工控機(jī)的板卡和調(diào)理板是怎樣設(shè)計(jì)的，都使用了哪些東西。打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。如果你真能這么做，那么，你今后肯定比單位中的老同志還要棒。目標(biāo)是為什么？系統(tǒng)的技術(shù)儲(chǔ)備。從原理圖PCBC51，單片機(jī)也入門(mén)了。 以戰(zhàn)養(yǎng)戰(zhàn)。我就是一個(gè)朋友教我的，也就半天的功夫，就會(huì)了。 推薦老虎工作室的protel 99系列4本，寫(xiě)的還是循序漸進(jìn)的，當(dāng)然不便宜；咬咬牙，可以合買(mǎi)一套，輪著看。 構(gòu)思一個(gè)小的產(chǎn)品，按照老樹(shù)文章上的思考題，找本protel99se的書(shū)，從每個(gè)菜單練起，循序漸進(jìn)，從單片機(jī)最小系統(tǒng)輸入LEDRS232/RS422/RS485固態(tài)繼電器、繼電器等原理圖畫(huà)起，邊畫(huà)邊學(xué)，一點(diǎn)一點(diǎn)做，做好了，最好找個(gè)高手看看，找出毛病在哪里，再反復(fù)改進(jìn)。 其次，看看老樹(shù)的文章，看看需要學(xué)點(diǎn)什么基本的東西。當(dāng)然這個(gè)不便宜，但是我覺(jué)得可以志同道合的哥幾個(gè)合買(mǎi)。 首先，去買(mǎi)一個(gè)開(kāi)發(fā)板，越便宜的越好，在上面可以練練keil C。 做一個(gè)電子工程師，先從51學(xué)起，這是得到公認(rèn)的。很多導(dǎo)師就是把學(xué)生當(dāng)奴隸一樣干活，要是在干活中能夠?qū)W到東西那就算是運(yùn)氣好的；運(yùn)氣不好的，直接就是導(dǎo)師的廉價(jià)的勞力了，學(xué)不到東西，活倒干了不少。擴(kuò)招是沒(méi)有錯(cuò)，但是，實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)了嗎？教室擴(kuò)了嗎？教師擴(kuò)了嗎？至少實(shí)驗(yàn)室是沒(méi)有擴(kuò)。一旦給機(jī)會(huì)，他們都比較珍惜。所以企業(yè)現(xiàn)在喜歡使用大專(zhuān)中專(zhuān)甚至是職業(yè)學(xué)校培訓(xùn)出來(lái)的小孩，至少這些孩子們知道自己的份量，能夠?qū)崒?shí)在在地做事。所以說(shuō)，很多企業(yè)不想要大學(xué)本科出來(lái)的大學(xué)生，說(shuō)動(dòng)手，沒(méi)有動(dòng)手能力，不知道電阻電容長(zhǎng)得什么樣子，能夠做什么？但是又自視甚高，對(duì)工資的期望值比較高。有沒(méi)有用呢？有點(diǎn)用。從來(lái)沒(méi)有一個(gè)時(shí)刻讓我感覺(jué)到中國(guó)的人力資源是如此的豐富。 第一步 入門(mén)51核心和基本電路 中國(guó)人有10億啊，每年有多少大學(xué)生畢業(yè)呢？我不知道。 在網(wǎng)絡(luò)上很多初學(xué)者在問(wèn)：怎樣成為一個(gè)合格的電子工程師？ 這個(gè)問(wèn)題有很多答案。 同樣的產(chǎn)品，不同廠家的質(zhì)量也不一樣。 器件選購(gòu)、芯片批號(hào)、封裝知識(shí)等 在市場(chǎng)上買(mǎi)芯片，千萬(wàn)注意不要買(mǎi)到舊片、拆機(jī)片；舊片、拆機(jī)片有些湊合能用，有些干脆不行；即使現(xiàn)在能用，壽命肯定有限；舊的就是舊的，肯定瞞不過(guò)有心人；主要是從芯片的管腳的嶄新程度、芯片印刷的質(zhì)量等仔細(xì)觀察。 如果是作為隔離電壓產(chǎn)生，例如：5V轉(zhuǎn)換成隔離的5V，用在光耦、通訊等電路中，去自己做隔離電路就有點(diǎn)劃不來(lái)，不如去買(mǎi)現(xiàn)成的DC/DC模塊。 Maxim724下載連接地址： LT1076下載鏈接地址： 在ARM上使用的電源芯片是TI公司的TPS767D318。 老樹(shù)原來(lái)使用過(guò)的完成此項(xiàng)功能的芯片是：MAX72LT1076；這2款芯片需要1個(gè)50uH的電感才能輸出Dc5V電源；但是，這種開(kāi)關(guān)電源芯片有個(gè)好處，就是輸入只要在它的允許的范圍內(nèi)波動(dòng)，或者負(fù)載在變化，輸出DC5V電源十分穩(wěn)定。 比如，你的電路板上只有DC24V電壓，但是，還需要Dc5V/2A的電源，這么高的壓降，使用線(xiàn)性穩(wěn)壓器顯然不合適，如果使用DC/DC模塊，成本太高，體積也比較大，所以，得選用一款芯片完成這個(gè)功能。老樹(shù)比較熟悉的是stepdown電源芯片，也就是所謂的從高電壓下降到低的電壓的芯片；從低到高，當(dāng)然是stepup電源芯片。五花八門(mén)的電源芯片，讓你無(wú)法選擇到底選用那種是自己的所需要的。以上 由于采用了開(kāi)關(guān)電路，電源芯片的工作頻率高，發(fā)熱小，效率高。 開(kāi)關(guān)電源芯片 相對(duì)于線(xiàn)性穩(wěn)壓器來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)電源在計(jì)算機(jī)主板上、工控機(jī)主板和各種各樣的電路板上起著電壓變換的作用。還有，開(kāi)關(guān)電源中用到的高頻變壓器可能繞制起來(lái)比較麻煩。對(duì)于電源效率和安裝體積有要求的地方用開(kāi)關(guān)電源為佳，對(duì)于電磁干擾和電源純凈性有要求的地方（例如電容漏電檢測(cè)）多選用線(xiàn)性電源。但開(kāi)關(guān)電源輸出的直流上面會(huì)疊加較大的紋波（50mV at 5V output typical），在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善，另外由于開(kāi)關(guān)管工作是會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾，也需要在電路中串連磁珠加以改善。 線(xiàn)性電源的調(diào)整管工作在放大狀態(tài)，因而發(fā)熱量大，效率低（35%左右），需要加體積龐大的散熱片，而且還需要同樣也是大體積的工頻變壓器，當(dāng)要制作多組電壓輸出時(shí)變壓器會(huì)更龐大。 如果需要更大的電源供給，或者使用開(kāi)關(guān)電源，或者去買(mǎi)成品的線(xiàn)性電源，象遼寧朝陽(yáng)4NIC的電源，質(zhì)量不錯(cuò)，價(jià)格也不錯(cuò)。 78系列是高壓差的穩(wěn)壓芯片，現(xiàn)在有低壓差的穩(wěn)壓芯片，其機(jī)理參見(jiàn)沙占友老師的書(shū)籍。 注意：電流越大，壓差越大；在電路工作的時(shí)候，可以拿示波器看看電源的波形是不是平穩(wěn)。所有選用AC6V/6W的變壓器。 7805效率50％，變壓器效率50%，就是說(shuō)，需要6W的變壓器。 怎么計(jì)算變壓器需要多大的功率？ 首先，計(jì)算功耗。在《