你想知道：
·如何才能成為一個硬件電路設計師的expert嗎？
·如何學會完整地做一個項目硬件開發，在項目中掌握各種分立元器件的使用？
·如何設計出符合EMC的的PCBA（包括如何讓自己設計的PCBA符合傳導幹擾和輻射幹擾）嗎？
...
本期論壇社區高手，有幸邀請到業界10+年資深硬件工程師張飛老師，給大家就如何系統學習硬件設計，發現問題該如何分析、處理，具體的設計細節與思路如何入手等，分享個人從業多年的經驗收穫。（都是硬件設計精華、知識乾貨，建議收藏！）
以下是硬件設計問答：
問題一：我現在還是一個大四學生，在外面實習三個月了。天天去21網上轉，感覺我學的東西太簡單，別人說的那些屬於都聽不懂，覺得學校學的東西沒什麼用，張老師有什麼建議嗎？
回答：恩，你現在的狀況我很有感觸，能夠深深體會到，但在各個網站上得到的知識和經驗都是碎片化的，沒有系統地對硬件電路設計有明確的總結和概括，我希望我們這個論壇帖子能夠就硬件設計方面進行系統的探討，大家各反面的問題都是可以拿出來探討的。我建議你觀看發燒友微視頻上的“張飛電子工程師速成視頻教程”這是系統地教會大家怎麼樣成為硬件電路設計高手，以項目形式來講的，對你應該有幫助。
問題二：張老師，你好，我想問一下就是有什麼措施能增強板子的抗幹擾。
回答：增強板子的抗幹擾能力最關鍵的是板子的地線走線非常重要，把握好以下幾點：
1、小電流信號地與大電流的模擬地需要單獨走線，不能共一根地線，這兩根地線需要在VBUS電容的地上點接觸；
2、信號線上的幹擾可以通過適當增大信號線的電流，因為電流越小越容易受到幹擾；
3、功率器件和數字器件在PCB上需要分區擺放；
4、高頻線走線需要儘可能的短，少打過孔，而且高頻線的旁邊最好有地線進行屏蔽；
問題三：嗯嗯！謝謝老師。和板子的佈局有關係嗎，主要是地線的佈局，曾經有個朋友跟我說過星（*）字行的佈局，還有井字行的佈局會體提高板子的抗幹擾，我不知道有沒有科學根據的。但是，我按照他的方法去走線，確實板子上高頻噪聲模擬發生器的時候單片機死機的情況能夠避免的。
回答：是的，你說的有科學根據，我剛才跟你講的起相當大作用。
問題四：為了保護840，用二極管、電感、電阻與840並聯組成緩衝電路。請問電感和電阻的參數如何確定？
回答：這位同學您好！二極管、電感、電阻所組成的緩衝電路可以吸收浪涌電流，你可以從浪涌電流的大小和寬度來確定緩衝電路的參數，緩衝電路所能通過的浪涌電流的頻率和寬度可以由電感、電阻的數值大小來確定，同時還要考慮電感不能飽和，這是計算電感和電阻的整體思路，首先在這裡您需要把電感弄懂，這裡電感和電阻的值最終要在實際電路中調整參數，單純靠計算較難確定它的最佳值。
問題五：比較迷茫... 感覺學的一堆東西用不上勁，比如拉普拉斯變換，傅裡葉變換在電路分析中的應用，剛參加工作，感覺實踐中很少用到這麼多理論。而且覺得硬件的設計現在很多都是芯片實現的，看看Datasheet，典型電路搭一下就差不多。好苦惱， 往大神指點迷津。謝謝！
回答：這位同學你好！據我瞭解有很多剛畢業剛進入電子行業參加工作的都有你這樣的感受，主要是因為我們對電子硬件的理解進入了一個誤區，就是認為硬件不需要設計，只是抄襲別人現成電路圖，奉行拿來主義，但根本沒有弄清楚別人電路圖的工作原理，在別人那裡是好的，你拿來了就出現問題了，然後你認為這是別人成熟的電路不應該有問題，碰到問題自己也沒法去解決，其實不同的應用系統對電路的要求是不一樣的，這就要求我們需要對電路有個系統且深入的理解，能夠根據不同的運用場合最優化地調整電路參數，甚至設計自己的電路。所以我們要想成為優秀的電子工程師就需要對硬件進行深入的理解和掌握。
問題六： 張老師你好，我想諮詢一個問題， 在嵌入式開發設計中，我們SOC 在於內存(,SDRAM,DDR)連接的時候，什麼時候需要加上電阻，阻值一般如何確定？什麼時候不需要加？另外還想請問一下，為什麼DDR2的設計，不適合2層板。
回答：你好，你談到的什麼時候加電阻，什麼時候不需要加主要看電阻在這裡的作用，我們說一般電阻有作為限流的，有作為上拉電阻或下拉電阻，還有作為分壓的。如果器件是OC輸出或OD輸出，那麼就需要上拉電阻來驅動，阻值由被驅動器件的輸入電流確定；如果器件輸出是推輓輸出或其它大電流輸出，則需要加限流電阻，是為了保護被驅動器件；還有尤其對於一些數字器件，串聯一個小電阻還可以防止信號震盪。
問題七：今年剛畢業，在一家小公司上班 ，雖說也是研發但硬件電路都是照抄別人的板子，沒有一點的創新。
回答：這位同學，你好，在設計初期抄別人的板子是有利於自己成長的，但一定要多測試別人板子上的波形，多思考別人器件的架構與參數，多想想為什麼？也可以按照自己的理解（哪怕是錯誤的）去修改別人的參數，然後看會出現哪些問題，多動手就有利於你加快獲得經驗，所以說做硬件就是要多動手啊！
問題八：老師，學校沒有這類課程，我該怎麼自學呢？
回答：這位同學，你好！其實學校本來主要就是自學，老師起引導作用。學校學的是基礎，基礎是必不可少的，但工作中需要設計能力和動手能力，所以說可以沿著這個方向找相關資料學習。現在網咯比較發達，資料也確實比較多。
問題九：今天看到一個相敏檢波器的參數表，裡面有增益線性度誤差0.5%、增益線性度誤差0.5%，這個是怎麼計算的？
回答：你好，由於沒有時間貼圖，這裡我就大概跟你簡單說明一下：線性度主要指信號的輸出有個最低值，也有個最高值。我們把最低值和最高值連一條直線，那麼我們說位於這條直線上的點是線性變化的。但是這只是理想線，實際由於環境、電壓、電流等其它因數的影響，其輸出值有時會在會在那條直線的上方，有時會在直線的下方，我們說這就是有一定的離散性，但整體趨勢是沿著直線在變化的，我們把偏離直線的偏移量用來衡量線性度的重要指標，他們的比值就是線性度。
問題十：上面是一個220V閃燈電路
R1,R2:1M/1206 R3:22R/1206R4:200K/1206R5:620R/1206C1:334/400VC2:2.2UF/250VC3:100UF/50VD1:1N4007D2:BT131電路做出來會閃，但是閃的時候會有聲音，一個還好，但幾十個的話有點吵。估計是開關的時候D2的問題。請教各位大俠，是什麼原因產生聲音？有沒有什麼辦法能夠克服呢？
回答：你好，補充一下，你可以從載頻角度來考慮一下，目前你的圖紙上的載頻是50Hz，如果提高載頻也可以降低噪音，你可以沿著這條思路試一下。
問題十一：想要使用繼電器控制一個電刺激器的通斷，這個電刺激器相當於一個交流恆流源，一般輸出電流為0-20mA，之前使用了CPC1150N不行，請問應該選用什麼型號的繼電器呢？
回答：你好，我想問下你說的不行表現出來的現象是什麼呢？是不能正常吸合，還是不能正常關斷？你提到的導通電流只有20毫安，我想這是一個很小的電流，大多數繼電器都是可以用的。可能問題不是出現在繼電器本身，你的繼電器驅動電路是不是需要改進？最好能貼個圖，我好進一步分析原因。
問題十二：DCDC輸入電壓輸出電壓值於輸入電流與輸出電流有什麼關係？
回答：你好，你說的DC-DC是線性電源還是BUCK電源？但不管是哪種，DC-DC為什麼需要給出電壓這個大家都瞭解，為什麼要給出電流？這個主要是考慮電源的功率問題，當電源功率一定後，輸出電流必然與輸出電壓有關係，電壓乘以電流等於功率。
問題十三：新人求助。導入了一個cad文件進入原理圖，然後把圖複製進PCB裡，發現圖太大了，超出了整個黑色區域。有沒有辦法把整個圖等比例縮小，使其可在黑色區完全顯示？
回答：你好，在導入是要注意單位是英制還是公制。還有轉換比例是不是設置不合適。如果都沒有問題，那麼你可以把黑色的區域放大。我不知道你用的是哪種繪圖軟件，所以不能給出指令，但你可以到百度上搜一下，上面有一大把的這方面的指令教會你操作。
問題十四：請問一下，一般都說模擬地和數字地不能在一起，那麼如何做到這一點？比如我一塊板子上有數字和模擬電路吧，但是多半是同一個電源供電啊，那麼這樣地肯定是接在一起啊，如果做到分開，難道用兩個電源？
回答：你好，這是一個比較好的問題，很多人在這方面都比較迷惑，一般只要提到模擬地和數字地分開，大家 很容易會想到用兩種電源，其實不是。兩種地實際上在PCB板子上是供在一起的，那麼怎麼分開呢？如果我們把走大電流的地認為是模擬的地，那麼這個地是比較不乾淨的；把信號流過的地比作數字地，那麼這個地是相對是小電流，比較乾淨的。好了，大家注意了，我開始打個比方了：現在有一個湖，這個湖就是地。湖的右邊是走繁忙的船的，我們把這邊比作模擬地，它比較不乾淨；湖的左邊是隻有幾個人在遊泳，只能弄小小的漣漪，我們把這個比作是數字地，比較乾淨。那麼每當船走過時必將在湖的右面掀起很大的波瀾，而這個波瀾會一直會擴散到湖的左邊，嚴重影響左邊人遊泳，甚至發生生命危險。就這好比模擬地把數字地弄髒了，怎麼解決這個問題呢？大家比較聰明，於是就在湖的中間築了一道大壩，這樣把兩個“地”分開了，右邊的行船就不影響左邊的遊泳。但是兩種“地”需要連在一起啊，不能隔開啊，於是就在大壩的一頭開了一個小的口子，這樣兩邊還是不相互影響。那麼這個口子在電路中開在什麼位置呢？就是在大電容的負極連在一起的。這樣的比喻不知大家明白沒有。
問題十五：假設我現在有一個電源地，一個數字地，一個模擬地，是誰跟誰連？誰又跟誰通過電容連？是不是電源直接跟數字地相連，然後模擬地通過電容跟數字地連接？而且電容不是隔直通交麼？那麼如果模擬地上各種噪聲不是還會通過電容傳到數字地上麼？
回答：你好，電源地上有一個大電容，我們叫做VBUS電容。以這個電容的地為交匯點，數字地直接接到這個電容的地的這個腳上，模擬地也直接連接到這個電容的地的腳上。糾正一下你的一個觀點“電容隔直流通交流”是有條件的，主要看電容在電路中的接法和放的位置。如果是串聯的，那麼在一定信號頻率下是成立的；如果是並聯於電源，那麼大電容是作為存儲能量的，小電容是濾波用的；如果並聯與信號，則是濾波用的。
問題十六：張飛老師，您好，我看過您的視頻，您將是我硬件電路設計的啟蒙老師，我非常喜歡您的視頻，很有實戰性，謝謝您的分享，我一直是個菜鳥，沒有人教，自己摸索進步很緩慢，所以我將堅定不移地跟隨張老師學習。
回答：這位同學你好，你說的穩壓管加三極管組成的線性電源是嗎？這裡三極管是工作在放大狀態，主要承擔輸入和輸出的壓降。為什麼能夠穩定輸出5V？是因為三極管的基極有一個5.6V穩壓管，把電壓鉗位在5V6，然後三極管有個0.7V管壓降，所以三極管發射極輸出就是5V，這是個E極輸出電路，E極電壓跟隨B極電壓。
問題十七：最近我負責公司一款行車記錄儀的樣機調試，條紋和噪聲幹擾好大，請教大神怎樣避免或者減少這樣的幹擾，有什麼有效的辦法，或者說現在調試的時候從哪幾個方面考慮？
回答：你好，你說的條紋和噪音幹擾比較大，你可以觀測一下這兩個幹擾的頻段和你影像圖文的頻率是否不在一個頻段，如果不在，則可以考慮用高通濾波方式進行通帶或者通阻處理，這樣出來的波形就大大提高質量了。
你還需要考慮PCB的走線問題，比如高頻線走線是否合理，有沒有波形失真？另外還有一點比較重要就是採樣電路是否合理，當有的幹擾不能去除時可以考慮 在採樣時軟件的採樣時刻是否避開了幹擾區去採樣，這樣也可以避免幹擾。
問題十八：測試7637-2 脈衝2 的時候，出現關機，需要手動POWER鍵才可，但是客戶要求C等級，如果要改軟件的話，是可以，但是我機器的操作邏輯就會改變，請問一下硬件上有沒改善的方案？
回答：你好，一般出現死機時只要手動啟動就可以算通過了，你這裡的要求比較高，通常解決這種問題需要軟件和硬件一起處理，硬件方面做個RC濾波電路，或用三極管做反向處理（通常能夠正常開通三極管的脈衝寬度要大於600us，那麼小於此值就可以濾除了），另外軟件裡面一定要做濾波。只有硬件和軟件兩個方面全部做了，解決這個問題的效果一定是明顯的。
問題十九：現在在做5W LED驅動電路，電源是3.7V的鋰電池，恆流驅動9.5V/530mA，電池電壓在3.3V時效率在85%以上，請問有沒有這樣的芯片啊。我現在用恆壓的方式驅動，雖然效率在3.0V時可達到77%但是LED電流偏小100多mA。希望張老師給@鬆山歸人 指條路，謝謝了！
回答：你好，用恆壓的方式驅動會存在電流得不到穩定，而且在充電過程中電流是逐漸減小的，一般充電方式都是確定充電電流，然後檢測充電電壓，當電壓接近時再改為涓流充電，整個充電過程都在控制電流。你恆壓方式充電就會出現兩種可能問題：第一，過充；第二，充不滿。
問題二十：請問，共模電感飽和的原因，以及應該注意的地方？ 大神指導一下 @鬆山歸人 謝謝啊
回答：你好，共模電感主要是扼制共模信號的，共模電感的飽和主要有兩種可能，第一經過共模線圈傳給後面負載的電流偏大，已經超過或達到共模電感的額定電流。第二，共模幹擾信號的單週期寬度比較大，使得電感電流出現飽和。你可以選擇電感量稍大一點的共模電感（不能太大，否則會降低負載電流）
問題二十一： 張老師，前些天我把直流無刷電堵轉一下，電機發熱，請問這現象是正常嗎？
回答：你好，堵轉電機發熱是正常現象，所以需要給電機做賭轉保護，當電機堵轉時，那麼必須要將電機關斷。
問題二十二：運放電路採集三相電壓值， 相位角有偏差，該如何解決呢？還有就是光耦收到+-2kV的差模脈衝幹擾會自由導通，該如何避免？
回答：你好，運放電路採集三相電壓值，相位角有偏差，這就對採樣時刻點有要求，三項電壓分別採樣的的時刻點需要相差120度。
光耦輸入端有差模幹擾時可以在光耦輸入端並聯一個小的瓷片電容進行濾波。
問題二十三：如何將學到的知識運用到實際開發？雖然學過很多的電路，但始終不知道怎麼運用。
回答：你好，這是剛參加工作的朋友都會遇到的問題，所以一個好的有經驗的老手帶是十分重要的。或者可以有好的書籍或視頻也很重要。
問題二十四：老師您好！看了您第四部視頻講解的運放內部電路結構，讓我對運放理解得很深，但是您在設計電路時您是如何選擇運放的呢？
回答：這位童鞋你好，MOSFET的柵極電阻的大小是有MOSFET的GS上升沿所決定的，在計算時首先需要確定GS沿的寬度，比如100nS，那麼在根據MOSFET的DATASHEET查出GS之間的電容，然後根據RC的乘積等於100nS計算出R的值。
問題二十五：張老師，在實際模擬電路這塊，運放是佔很大一部分的，可以說一下運放的電阻電容的選擇，搭配？或者推薦一下書籍嘛？
回答：你好，運放確實是模擬電路中比較重要的器件，是因為各種模擬小信號的採樣和運算離不開運放，運放的正常工作需要由外圍的電阻電容網絡組成的深度負反饋電路。所以電阻電容擔負起很大的重任。具體如何搭配你可以觀看“運放電路100例”或者一些電路設計方面的視頻等。
問題二十六：老師，當輸入電源接反的話，那麼很快就把IC給燒掉了。有什麼辦法可以解決這個問題？
回答：你好，繼電器的直流端一般採用增加反向二極管來回收繼電器直流端電感的能量。220V交流端可以採用RC吸收電路。具體值一般都是根據具體的實際電路有所差別，但一般電阻是幾十到幾百歐姆，電容一般是nF到uF之間，根據電流的大小進行適當的調整。
問題二十七：請問下拉電阻在什麼情況下用到？你一直都用protel沒用ad嗎或者其它工具嗎？
回答：你好，我們說一個器件的輸入端在電路中不能懸空，如果懸空的話那麼就很容易引入幹擾信號進入器件，使得器件誤動作。如果器件的輸入端通過一個開關連接帶高電平，當開關閉合時，器件工作，當開關關斷時，則器件輸入是懸空的，這時就需要將器件的輸入端通過一個比較大的電阻（一般幾十K到幾百K）連接到地，這樣在開關關斷時可以確保器件關斷。
問題二十八：為什麼在某些運放電路中，反饋電阻會並聯一個二極管？
回答：你好，運放反饋電阻並聯上一個二極管，由於二極管的電阻值與電流有關，這裡是利用了二極管的動態電阻特性。讓輸出信號的變化有個緩慢過程。
問題二十九：老師，當輸入電源接反的話，那麼很快就把IC給燒掉了。有什麼辦法可以解決這個問題？
回答：你好，解決這個問題的方法有多種，從機械結構角度出發，通過正負極的端口形狀不一樣（如果插反了就插不進）來防止反接；從電氣角度來講，可以在正極串一個二極管，這樣反接時由於二極管的反向截止作用，電路不導通。
問題三十：老師，在一些電路中，比如按鍵的去抖動，用軟件可以去抖動用硬件也可以去抖動，那麼這個時候應該怎麼取捨呢？
回答：在我看來，如果作為產品級來講，去抖動既需要軟件處理，也需要硬件處理，兩者缺一不可。當你跟國外尤其是日本工程師在一起工作，你會發現他們非常嚴謹，在設計電路中，所有軟件做的各種保護，硬件必須也要有，因為軟件畢竟更容易受到各種因素影響，容易死機，程序跑飛等。所以硬件保護相對於軟件而言更可靠一些。
問題三十一：張老師，電子論壇怎麼樣跟項目實戰相結合在一起？項目實用電路不用會理論去分析，而又不會用理論去設計電路？
回答：論壇是更加專注於某一個具體問題進行深入的討論，這對我們設計電路的思路有著很好的補充作用，針對某一點，大家可以一起交流技術，我認為更重要的是交流思想，因為思維是更重要的。思想的深度決定了設計電路的水平，所以希望大家藉助論壇這個很好的平臺更好地進行交流。
問題三十二：請問BGA封裝的芯手工焊接可以嗎？
回答：你好，BGA封裝手工可以焊接，不過需要熱風q1an9吹，注意溫度和時間，這是需要經驗的。
問題三十三：非常感謝，張老師，請問運放和比較器可以互換嗎，為什麼？
回答：你好，運放跟比較器是兩種不同的器件。其電器原理和工作方式也有區別。一般來說運放既可以工作在放大區，也可以工作在飽和區，而比較器只能工作在飽和區。從這個角度來講，如果讓運放工作在飽和區則可以作為比較器用，而當運放工作在放大區時，不能用比較器代替。以上需要注意工作在飽和區時運放的速度相對比較器而言比較慢。
問題三十四：觀看張老師的視頻，學習一下硬件方面的EMC和EMI~
回答：你好，關於EMC領域是大多數硬件工程師來講是最難啃的一塊骨頭，之所以難是因為他看不見，摸不著，且一般的測試儀器（包括示波器）也難以測試，而外面專業測試實驗室的建設是十分昂貴的，至少也要好幾百萬，因此除了大型公司會自己建設這樣的實驗室，大多數一般公司是不會有的，而外面專業測試機構測試費又非常昂貴，一般需要600至700元每小時，所以做EMC方面的測試是十分耗錢的，不是所有工程師都有機會參與的，而且出現問題懂得解決的是更少。我本人是非常幸運接觸這個領域，當然花費了公司至少十幾萬，這樣積累了一些經驗，也很願意跟大家一起分享，在適當的機會我會跟大家一起討論這樣面的問題。
問題三十五：師我是個剛剛畢業了一年的學電子的技術員，請問如何能夠快速的成為一個工程師呢，還有就是畫PCB板，學單片機，FPGA，ARM，DSP這些應該按照怎麼的順序學怎麼學呀，還有就是信號提取運放之類的該注意什麼啊？
回答：你好，做技術員是向工程師發展的一個重要環節，在這個環節中技術員需要懂得幫助研發工程師做各種輔助性的工作，包括焊接，買元器件，做BOM表，調試和測試電路等。這個階段需要技術員練基本功，所以要不燥不急，因為這個基礎打紮實了，那麼會讓你在以後的職業生涯中終身受益。接下來你可以往硬件上走，然後是單片機，在這個過程中一定要有定力，不能一會兒看這個熱就做這個，一會兒那個熱就做那個，要按照自己規劃好的路堅定地往前走，以一定會取得成功。
從怎樣設計一個完整的項目入手的視頻教程，跟大家講解了元器件的類別，熟悉元器件的封裝，功率如何計算，設計電路時元器件如何選型，以及根據項目開發的步驟：首先系統資源評估，然後現場進行原理圖的架構，接著分析和優化原理圖，最後方案定型生成BOM。（硬件新手請進，高手請忽略）
硬件設計與開發（初級篇1-3部）
推薦大家系統學習張老師的《硬件工程師90天速成培訓班》自學基礎知識固然重要，跟著老師及時鞏固+指導練習，學習效果會事半功倍！
另外，編者還給大家準備了一份超詳細1000+份的硬件設計系統學習資料（包含：硬件精選電路+元器件基礎與選型+單元電路設計+集成電路詳解+無刷電機設計方案+硬件工程師從零到高手必學全階教程+硬件項目原理圖大全）
1000+份硬件工程師經典進階必學資料
工程師實用精選電路（晶體管電路+功放電路+IC電路）TOP
元器件大集錦（基礎理論知識+選型手冊+識別檢測+應用樣本電路等）
百例經典單元電路設計（濾波電路+無源RC電路+延時電路+線性/TL431電源電路等）
1000+例集成電路設計詳解（運放電路+比較器電路+半橋驅動電路+CD4013電路）
200+份經典無刷/有刷電機設計項目方案（BLDC+PMSM+FOC矢量控制）
硬件工程師必學全階（初中高級）經典入門提升教程
硬件電路設計項目原理圖大全
如何獲取以上硬件設計資料呢？
進不了群或者想諮詢硬件學習，可聯繫助教老師糖糖。
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