你想知道：
·如何才能成为一个硬件电路设计师的expert吗？
·如何学会完整地做一个项目硬件开发，在项目中掌握各种分立元器件的使用？
·如何设计出符合EMC的的PCBA（包括如何让自己设计的PCBA符合传导干扰和辐射干扰）吗？
...
本期论坛社区高手，有幸邀请到业界10+年资深硬件工程师张飞老师，给大家就如何系统学习硬件设计，发现问题该如何分析、处理，具体的设计细节与思路如何入手等，分享个人从业多年的经验收获。（都是硬件设计精华、知识干货，建议收藏！）
以下是硬件设计问答：
问题一：我现在还是一个大四学生，在外面实习三个月了。天天去21网上转，感觉我学的东西太简单，别人说的那些属于都听不懂，觉得学校学的东西没什么用，张老师有什么建议吗？
回答：恩，你现在的状况我很有感触，能够深深体会到，但在各个网站上得到的知识和经验都是碎片化的，没有系统地对硬件电路设计有明确的总结和概括，我希望我们这个论坛帖子能够就硬件设计方面进行系统的探讨，大家各反面的问题都是可以拿出来探讨的。我建议你观看发烧友微视频上的“张飞电子工程师速成视频教程”这是系统地教会大家怎么样成为硬件电路设计高手，以项目形式来讲的，对你应该有帮助。
问题二：张老师，你好，我想问一下就是有什么措施能增强板子的抗干扰。
回答：增强板子的抗干扰能力最关键的是板子的地线走线非常重要，把握好以下几点：
1、小电流信号地与大电流的模拟地需要单独走线，不能共一根地线，这两根地线需要在VBUS电容的地上点接触；
2、信号线上的干扰可以通过适当增大信号线的电流，因为电流越小越容易受到干扰；
3、功率器件和数字器件在PCB上需要分区摆放；
4、高频线走线需要尽可能的短，少打过孔，而且高频线的旁边最好有地线进行屏蔽；
问题三：嗯嗯！谢谢老师。和板子的布局有关系吗，主要是地线的布局，曾经有个朋友跟我说过星（*）字行的布局，还有井字行的布局会体提高板子的抗干扰，我不知道有没有科学根据的。但是，我按照他的方法去走线，确实板子上高频噪声模拟发生器的时候单片机死机的情况能够避免的。
回答：是的，你说的有科学根据，我刚才跟你讲的起相当大作用。
问题四：为了保护840，用二极管、电感、电阻与840并联组成缓冲电路。请问电感和电阻的参数如何确定？
回答：这位同学您好！二极管、电感、电阻所组成的缓冲电路可以吸收浪涌电流，你可以从浪涌电流的大小和宽度来确定缓冲电路的参数，缓冲电路所能通过的浪涌电流的频率和宽度可以由电感、电阻的数值大小来确定，同时还要考虑电感不能饱和，这是计算电感和电阻的整体思路，首先在这里您需要把电感弄懂，这里电感和电阻的值最终要在实际电路中调整参数，单纯靠计算较难确定它的最佳值。
问题五：比较迷茫... 感觉学的一堆东西用不上劲，比如拉普拉斯变换，傅里叶变换在电路分析中的应用，刚参加工作，感觉实践中很少用到这么多理论。而且觉得硬件的设计现在很多都是芯片实现的，看看Datasheet，典型电路搭一下就差不多。好苦恼， 往大神指点迷津。谢谢！
回答：这位同学你好！据我了解有很多刚毕业刚进入电子行业参加工作的都有你这样的感受，主要是因为我们对电子硬件的理解进入了一个误区，就是认为硬件不需要设计，只是抄袭别人现成电路图，奉行拿来主义，但根本没有弄清楚别人电路图的工作原理，在别人那里是好的，你拿来了就出现问题了，然后你认为这是别人成熟的电路不应该有问题，碰到问题自己也没法去解决，其实不同的应用系统对电路的要求是不一样的，这就要求我们需要对电路有个系统且深入的理解，能够根据不同的运用场合最优化地调整电路参数，甚至设计自己的电路。所以我们要想成为优秀的电子工程师就需要对硬件进行深入的理解和掌握。
问题六： 张老师你好，我想咨询一个问题， 在嵌入式开发设计中，我们SOC 在于内存(,SDRAM,DDR)连接的时候，什么时候需要加上电阻，阻值一般如何确定？什么时候不需要加？另外还想请问一下，为什么DDR2的设计，不适合2层板。
回答：你好，你谈到的什么时候加电阻，什么时候不需要加主要看电阻在这里的作用，我们说一般电阻有作为限流的，有作为上拉电阻或下拉电阻，还有作为分压的。如果器件是OC输出或OD输出，那么就需要上拉电阻来驱动，阻值由被驱动器件的输入电流确定；如果器件输出是推挽输出或其它大电流输出，则需要加限流电阻，是为了保护被驱动器件；还有尤其对于一些数字器件，串联一个小电阻还可以防止信号震荡。
问题七：今年刚毕业，在一家小公司上班 ，虽说也是研发但硬件电路都是照抄别人的板子，没有一点的创新。
回答：这位同学，你好，在设计初期抄别人的板子是有利于自己成长的，但一定要多测试别人板子上的波形，多思考别人器件的架构与参数，多想想为什么？也可以按照自己的理解（哪怕是错误的）去修改别人的参数，然后看会出现哪些问题，多动手就有利于你加快获得经验，所以说做硬件就是要多动手啊！
问题八：老师，学校没有这类课程，我该怎么自学呢？
回答：这位同学，你好！其实学校本来主要就是自学，老师起引导作用。学校学的是基础，基础是必不可少的，但工作中需要设计能力和动手能力，所以说可以沿着这个方向找相关资料学习。现在网咯比较发达，资料也确实比较多。
问题九：今天看到一个相敏检波器的参数表，里面有增益线性度误差0.5%、增益线性度误差0.5%，这个是怎么计算的？
回答：你好，由于没有时间贴图，这里我就大概跟你简单说明一下：线性度主要指信号的输出有个最低值，也有个最高值。我们把最低值和最高值连一条直线，那么我们说位于这条直线上的点是线性变化的。但是这只是理想线，实际由于环境、电压、电流等其它因数的影响，其输出值有时会在会在那条直线的上方，有时会在直线的下方，我们说这就是有一定的离散性，但整体趋势是沿着直线在变化的，我们把偏离直线的偏移量用来衡量线性度的重要指标，他们的比值就是线性度。
问题十：上面是一个220V闪灯电路
R1,R2:1M/1206 R3:22R/1206R4:200K/1206R5:620R/1206C1:334/400VC2:2.2UF/250VC3:100UF/50VD1:1N4007D2:BT131电路做出来会闪，但是闪的时候会有声音，一个还好，但几十个的话有点吵。估计是开关的时候D2的问题。请教各位大侠，是什么原因产生声音？有没有什么办法能够克服呢？
回答：你好，补充一下，你可以从载频角度来考虑一下，目前你的图纸上的载频是50Hz，如果提高载频也可以降低噪音，你可以沿着这条思路试一下。
问题十一：想要使用继电器控制一个电刺激器的通断，这个电刺激器相当于一个交流恒流源，一般输出电流为0-20mA，之前使用了CPC1150N不行，请问应该选用什么型号的继电器呢？
回答：你好，我想问下你说的不行表现出来的现象是什么呢？是不能正常吸合，还是不能正常关断？你提到的导通电流只有20毫安，我想这是一个很小的电流，大多数继电器都是可以用的。可能问题不是出现在继电器本身，你的继电器驱动电路是不是需要改进？最好能贴个图，我好进一步分析原因。
问题十二：DCDC输入电压输出电压值于输入电流与输出电流有什么关系？
回答：你好，你说的DC-DC是线性电源还是BUCK电源？但不管是哪种，DC-DC为什么需要给出电压这个大家都了解，为什么要给出电流？这个主要是考虑电源的功率问题，当电源功率一定后，输出电流必然与输出电压有关系，电压乘以电流等于功率。
问题十三：新人求助。导入了一个cad文件进入原理图，然后把图复制进PCB里，发现图太大了，超出了整个黑色区域。有没有办法把整个图等比例缩小，使其可在黑色区完全显示？
回答：你好，在导入是要注意单位是英制还是公制。还有转换比例是不是设置不合适。如果都没有问题，那么你可以把黑色的区域放大。我不知道你用的是哪种绘图软件，所以不能给出指令，但你可以到百度上搜一下，上面有一大把的这方面的指令教会你操作。
问题十四：请问一下，一般都说模拟地和数字地不能在一起，那么如何做到这一点？比如我一块板子上有数字和模拟电路吧，但是多半是同一个电源供电啊，那么这样地肯定是接在一起啊，如果做到分开，难道用两个电源？
回答：你好，这是一个比较好的问题，很多人在这方面都比较迷惑，一般只要提到模拟地和数字地分开，大家 很容易会想到用两种电源，其实不是。两种地实际上在PCB板子上是供在一起的，那么怎么分开呢？如果我们把走大电流的地认为是模拟的地，那么这个地是比较不干净的；把信号流过的地比作数字地，那么这个地是相对是小电流，比较干净的。好了，大家注意了，我开始打个比方了：现在有一个湖，这个湖就是地。湖的右边是走繁忙的船的，我们把这边比作模拟地，它比较不干净；湖的左边是只有几个人在游泳，只能弄小小的涟漪，我们把这个比作是数字地，比较干净。那么每当船走过时必将在湖的右面掀起很大的波澜，而这个波澜会一直会扩散到湖的左边，严重影响左边人游泳，甚至发生生命危险。就这好比模拟地把数字地弄脏了，怎么解决这个问题呢？大家比较聪明，于是就在湖的中间筑了一道大坝，这样把两个“地”分开了，右边的行船就不影响左边的游泳。但是两种“地”需要连在一起啊，不能隔开啊，于是就在大坝的一头开了一个小的口子，这样两边还是不相互影响。那么这个口子在电路中开在什么位置呢？就是在大电容的负极连在一起的。这样的比喻不知大家明白没有。
问题十五：假设我现在有一个电源地，一个数字地，一个模拟地，是谁跟谁连？谁又跟谁通过电容连？是不是电源直接跟数字地相连，然后模拟地通过电容跟数字地连接？而且电容不是隔直通交么？那么如果模拟地上各种噪声不是还会通过电容传到数字地上么？
回答：你好，电源地上有一个大电容，我们叫做VBUS电容。以这个电容的地为交汇点，数字地直接接到这个电容的地的这个脚上，模拟地也直接连接到这个电容的地的脚上。纠正一下你的一个观点“电容隔直流通交流”是有条件的，主要看电容在电路中的接法和放的位置。如果是串联的，那么在一定信号频率下是成立的；如果是并联于电源，那么大电容是作为存储能量的，小电容是滤波用的；如果并联与信号，则是滤波用的。
问题十六：张飞老师，您好，我看过您的视频，您将是我硬件电路设计的启蒙老师，我非常喜欢您的视频，很有实战性，谢谢您的分享，我一直是个菜鸟，没有人教，自己摸索进步很缓慢，所以我将坚定不移地跟随张老师学习。
回答：这位同学你好，你说的稳压管加三极管组成的线性电源是吗？这里三极管是工作在放大状态，主要承担输入和输出的压降。为什么能够稳定输出5V？是因为三极管的基极有一个5.6V稳压管，把电压钳位在5V6，然后三极管有个0.7V管压降，所以三极管发射极输出就是5V，这是个E极输出电路，E极电压跟随B极电压。
问题十七：最近我负责公司一款行车记录仪的样机调试，条纹和噪声干扰好大，请教大神怎样避免或者减少这样的干扰，有什么有效的办法，或者说现在调试的时候从哪几个方面考虑？
回答：你好，你说的条纹和噪音干扰比较大，你可以观测一下这两个干扰的频段和你影像图文的频率是否不在一个频段，如果不在，则可以考虑用高通滤波方式进行通带或者通阻处理，这样出来的波形就大大提高质量了。
你还需要考虑PCB的走线问题，比如高频线走线是否合理，有没有波形失真？另外还有一点比较重要就是采样电路是否合理，当有的干扰不能去除时可以考虑 在采样时软件的采样时刻是否避开了干扰区去采样，这样也可以避免干扰。
问题十八：测试7637-2 脉冲2 的时候，出现关机，需要手动POWER键才可，但是客户要求C等级，如果要改软件的话，是可以，但是我机器的操作逻辑就会改变，请问一下硬件上有没改善的方案？
回答：你好，一般出现死机时只要手动启动就可以算通过了，你这里的要求比较高，通常解决这种问题需要软件和硬件一起处理，硬件方面做个RC滤波电路，或用三极管做反向处理（通常能够正常开通三极管的脉冲宽度要大于600us，那么小于此值就可以滤除了），另外软件里面一定要做滤波。只有硬件和软件两个方面全部做了，解决这个问题的效果一定是明显的。
问题十九：现在在做5W LED驱动电路，电源是3.7V的锂电池，恒流驱动9.5V/530mA，电池电压在3.3V时效率在85%以上，请问有没有这样的芯片啊。我现在用恒压的方式驱动，虽然效率在3.0V时可达到77%但是LED电流偏小100多mA。希望张老师给@松山归人 指条路，谢谢了！
回答：你好，用恒压的方式驱动会存在电流得不到稳定，而且在充电过程中电流是逐渐减小的，一般充电方式都是确定充电电流，然后检测充电电压，当电压接近时再改为涓流充电，整个充电过程都在控制电流。你恒压方式充电就会出现两种可能问题：第一，过充；第二，充不满。
问题二十：请问，共模电感饱和的原因，以及应该注意的地方？ 大神指导一下 @松山归人 谢谢啊
回答：你好，共模电感主要是扼制共模信号的，共模电感的饱和主要有两种可能，第一经过共模线圈传给后面负载的电流偏大，已经超过或达到共模电感的额定电流。第二，共模干扰信号的单周期宽度比较大，使得电感电流出现饱和。你可以选择电感量稍大一点的共模电感（不能太大，否则会降低负载电流）
问题二十一： 张老师，前些天我把直流无刷电堵转一下，电机发热，请问这现象是正常吗？
回答：你好，堵转电机发热是正常现象，所以需要给电机做赌转保护，当电机堵转时，那么必须要将电机关断。
问题二十二：运放电路采集三相电压值， 相位角有偏差，该如何解决呢？还有就是光耦收到+-2kV的差模脉冲干扰会自由导通，该如何避免？
回答：你好，运放电路采集三相电压值，相位角有偏差，这就对采样时刻点有要求，三项电压分别采样的的时刻点需要相差120度。
光耦输入端有差模干扰时可以在光耦输入端并联一个小的瓷片电容进行滤波。
问题二十三：如何将学到的知识运用到实际开发？虽然学过很多的电路，但始终不知道怎么运用。
回答：你好，这是刚参加工作的朋友都会遇到的问题，所以一个好的有经验的老手带是十分重要的。或者可以有好的书籍或视频也很重要。
问题二十四：老师您好！看了您第四部视频讲解的运放内部电路结构，让我对运放理解得很深，但是您在设计电路时您是如何选择运放的呢？
回答：这位童鞋你好，MOSFET的栅极电阻的大小是有MOSFET的GS上升沿所决定的，在计算时首先需要确定GS沿的宽度，比如100nS，那么在根据MOSFET的DATASHEET查出GS之间的电容，然后根据RC的乘积等于100nS计算出R的值。
问题二十五：张老师，在实际模拟电路这块，运放是占很大一部分的，可以说一下运放的电阻电容的选择，搭配？或者推荐一下书籍嘛？
回答：你好，运放确实是模拟电路中比较重要的器件，是因为各种模拟小信号的采样和运算离不开运放，运放的正常工作需要由外围的电阻电容网络组成的深度负反馈电路。所以电阻电容担负起很大的重任。具体如何搭配你可以观看“运放电路100例”或者一些电路设计方面的视频等。
问题二十六：老师，当输入电源接反的话，那么很快就把IC给烧掉了。有什么办法可以解决这个问题？
回答：你好，继电器的直流端一般采用增加反向二极管来回收继电器直流端电感的能量。220V交流端可以采用RC吸收电路。具体值一般都是根据具体的实际电路有所差别，但一般电阻是几十到几百欧姆，电容一般是nF到uF之间，根据电流的大小进行适当的调整。
问题二十七：请问下拉电阻在什么情况下用到？你一直都用protel没用ad吗或者其它工具吗？
回答：你好，我们说一个器件的输入端在电路中不能悬空，如果悬空的话那么就很容易引入干扰信号进入器件，使得器件误动作。如果器件的输入端通过一个开关连接带高电平，当开关闭合时，器件工作，当开关关断时，则器件输入是悬空的，这时就需要将器件的输入端通过一个比较大的电阻（一般几十K到几百K）连接到地，这样在开关关断时可以确保器件关断。
问题二十八：为什么在某些运放电路中，反馈电阻会并联一个二极管？
回答：你好，运放反馈电阻并联上一个二极管，由于二极管的电阻值与电流有关，这里是利用了二极管的动态电阻特性。让输出信号的变化有个缓慢过程。
问题二十九：老师，当输入电源接反的话，那么很快就把IC给烧掉了。有什么办法可以解决这个问题？
回答：你好，解决这个问题的方法有多种，从机械结构角度出发，通过正负极的端口形状不一样（如果插反了就插不进）来防止反接；从电气角度来讲，可以在正极串一个二极管，这样反接时由于二极管的反向截止作用，电路不导通。
问题三十：老师，在一些电路中，比如按键的去抖动，用软件可以去抖动用硬件也可以去抖动，那么这个时候应该怎么取舍呢？
回答：在我看来，如果作为产品级来讲，去抖动既需要软件处理，也需要硬件处理，两者缺一不可。当你跟国外尤其是日本工程师在一起工作，你会发现他们非常严谨，在设计电路中，所有软件做的各种保护，硬件必须也要有，因为软件毕竟更容易受到各种因素影响，容易死机，程序跑飞等。所以硬件保护相对于软件而言更可靠一些。
问题三十一：张老师，电子论坛怎么样跟项目实战相结合在一起？项目实用电路不用会理论去分析，而又不会用理论去设计电路？
回答：论坛是更加专注于某一个具体问题进行深入的讨论，这对我们设计电路的思路有着很好的补充作用，针对某一点，大家可以一起交流技术，我认为更重要的是交流思想，因为思维是更重要的。思想的深度决定了设计电路的水平，所以希望大家借助论坛这个很好的平台更好地进行交流。
问题三十二：请问BGA封装的芯手工焊接可以吗？
回答：你好，BGA封装手工可以焊接，不过需要热风q1an9吹，注意温度和时间，这是需要经验的。
问题三十三：非常感谢，张老师，请问运放和比较器可以互换吗，为什么？
回答：你好，运放跟比较器是两种不同的器件。其电器原理和工作方式也有区别。一般来说运放既可以工作在放大区，也可以工作在饱和区，而比较器只能工作在饱和区。从这个角度来讲，如果让运放工作在饱和区则可以作为比较器用，而当运放工作在放大区时，不能用比较器代替。以上需要注意工作在饱和区时运放的速度相对比较器而言比较慢。
问题三十四：观看张老师的视频，学习一下硬件方面的EMC和EMI~
回答：你好，关于EMC领域是大多数硬件工程师来讲是最难啃的一块骨头，之所以难是因为他看不见，摸不着，且一般的测试仪器（包括示波器）也难以测试，而外面专业测试实验室的建设是十分昂贵的，至少也要好几百万，因此除了大型公司会自己建设这样的实验室，大多数一般公司是不会有的，而外面专业测试机构测试费又非常昂贵，一般需要600至700元每小时，所以做EMC方面的测试是十分耗钱的，不是所有工程师都有机会参与的，而且出现问题懂得解决的是更少。我本人是非常幸运接触这个领域，当然花费了公司至少十几万，这样积累了一些经验，也很愿意跟大家一起分享，在适当的机会我会跟大家一起讨论这样面的问题。
问题三十五：师我是个刚刚毕业了一年的学电子的技术员，请问如何能够快速的成为一个工程师呢，还有就是画PCB板，学单片机，FPGA，ARM，DSP这些应该按照怎么的顺序学怎么学呀，还有就是信号提取运放之类的该注意什么啊？
回答：你好，做技术员是向工程师发展的一个重要环节，在这个环节中技术员需要懂得帮助研发工程师做各种辅助性的工作，包括焊接，买元器件，做BOM表，调试和测试电路等。这个阶段需要技术员练基本功，所以要不燥不急，因为这个基础打扎实了，那么会让你在以后的职业生涯中终身受益。接下来你可以往硬件上走，然后是单片机，在这个过程中一定要有定力，不能一会儿看这个热就做这个，一会儿那个热就做那个，要按照自己规划好的路坚定地往前走，以一定会取得成功。
从怎样设计一个完整的项目入手的视频教程，跟大家讲解了元器件的类别，熟悉元器件的封装，功率如何计算，设计电路时元器件如何选型，以及根据项目开发的步骤：首先系统资源评估，然后现场进行原理图的架构，接着分析和优化原理图，最后方案定型生成BOM。（硬件新手请进，高手请忽略）
硬件设计与开发（初级篇1-3部）
推荐大家系统学习张老师的《硬件工程师90天速成培训班》自学基础知识固然重要，跟着老师及时巩固+指导练习，学习效果会事半功倍！
另外，编者还给大家准备了一份超详细1000+份的硬件设计系统学习资料（包含：硬件精选电路+元器件基础与选型+单元电路设计+集成电路详解+无刷电机设计方案+硬件工程师从零到高手必学全阶教程+硬件项目原理图大全）
1000+份硬件工程师经典进阶必学资料
工程师实用精选电路（晶体管电路+功放电路+IC电路）TOP
元器件大集锦（基础理论知识+选型手册+识别检测+应用样本电路等）
百例经典单元电路设计（滤波电路+无源RC电路+延时电路+线性/TL431电源电路等）
1000+例集成电路设计详解（运放电路+比较器电路+半桥驱动电路+CD4013电路）
200+份经典无刷/有刷电机设计项目方案（BLDC+PMSM+FOC矢量控制）
硬件工程师必学全阶（初中高级）经典入门提升教程
硬件电路设计项目原理图大全
如何获取以上硬件设计资料呢？
进不了群或者想咨询硬件学习，可联系助教老师糖糖。
转载请超链接注明：头条资讯 » 十年磨砺，与张老师一同成为硬件Expert！
免责声明
：非本网注明原创的信息，皆为程序自动获取互联网，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责；如此页面有侵犯到您的权益，请给站长发送邮件，并提供相关证明(版权证明、身份证正反面、侵权链接)，站长将在收到邮件24小时内删除。