经典简洁的电路应用设计经验，为什么要啰嗦一大堆？
Hello，大家好，本文源于在已出版图书《USB应用分析精粹：从设备硬件、固件到主机端程序设计》（以下简称“USB”）下面发现的一条评论，如下图所示：
咱不评价此评论（没意义），仅对其本身展开讨论。为方便后续阐述，本文将“简单一句话能讲明白的事儿”简称为“一句话经验”。
话说，“一句话经验”实在太多了，很多初中级工程师对其也是非常关心，甚至将其奉为经典，以下是咱从已出版图书总结出了一些“一句话经验”（列表还能更长），一起来看看吧：
1、旁路电容可以使电路或芯片工作更稳定。
2、优化芯片设计结构可以降低对旁路电容量的需求。
3、射随器容易出现寄生振荡。
4、运算放大器驱动容性负载时容易振荡。
5、运放输入添加平衡电阻可削弱输入偏置电流对输出的影响。
6、对放大电路进行主极点补偿是最常用的技术之一。
7、差分对作为放大电路输入级可以减小非线性失真。
8、基本差分放大电路的实际应用很少。
9、有源负载可以提升差分放大电路的性能。
10、集成电路中恒流源应用非常广泛。
11、三极管的噪声指数比场效应管大。
12、共基放大电路的高频特性比共射放大电路更好。
13、放大电路的输入电阻越大越好，输出电阻越小越好。
14、自举电路可以提升三极管放大电路的输入阻抗。
15、功放中的自举电路与恒流源的本质是一样的。
16、高速PCB中应该分配足够数量的相邻电源与地平面。
17、确保高速信号具备完整的返回路径。
18、CMOS门在本质上是反相位的。
19、给磁芯添加气隙能够提升电感器的储能量。
……
一句话能讲明白的事似乎 太多了，然而问题是：真的讲明白了吗？或者，表面上明白，其实一知半解，甚至理解错了（只是自己未察觉）！有些“一句话经验”里面隐藏了陷阱，看得出来吗？
有一个事实也许令人难以置信，“一句话经验”往往正是阻碍工程师提升技术层次的“元凶”之一 。阅读充斥着“一句话经验”的图书会发生什么呢？翻几页，这啥意思？算了，继续……这又是啥意思？ignore！go on……最终，书的前面几页翻烂了，后面绝大部分几乎是全新的，书实在看不下去丫，也看不懂丫，只能死记一些东西，但对实践工作并没有什么卵用，所以过段时间就忘了。
相信很多喜欢阅读的人都不会对此感到陌生，为什么大家走过的路会如此相似呢？因为大量“看似很小的阅读缺口”一旦积累下来，量变就转化成了质变，而“一句话经验”就是阅读缺口的主要来源 。
实际上，很多“一句话经验”背后涉及的知识量是很庞大的，如果读者本身不具备相对完整的体系（新手大抵如此，对于很多老手，虽不中，亦不远矣），自然很难将之透彻理解。为什么很多人吐槽很多学校教材很难懂呢？主要还是因为表达语言（或方式）过于晦涩。说白了，这跟“一句话经验”没有本质区别，随处都洋溢着“我是专家，你记住就行了”的芬芳。换句话说，这类教材编写的目的根本就不是为了让学生轻松掌握某门技术（试图自学成才的基本上可以止步了），而是方便老师教学的。
如果作者真的有诚意教导新手学习技术，“一句话经验”应该尽量要避免的（除非图书的定位对象本就不是新手，比如前述学校教材或论文）。如果仅仅因为作者本人透彻理解了“一句话经验“而将其大量放在书里（还自以为对读者非常有用），对读者而言简直就是一场灾难，因为图书写出来不是给作者自己看的，而是给其所定位的读者看，这是两个完全不同的思路 。
咱写的书基本上没有“一句话经验”，而是先充分考虑新手阅读时可能存在的疑问(这些疑问的数量通常会很多，而且存在因果关系)，再将所有疑问的答案逆向编排，也就是以一种独特的思路从“某个容易理解的点”再回到“看似含金量十足的经验”， 这样才能让读者能够更轻松地理解，也是敝人觉得较好的阐述方式。
换句话说，咱写书时不会直奔“一句话经验”，而是选择将阐述的”战线”拉长，在“战斗”过程中顺便收拾与之相关的“漏网之鱼” 。也正因为如此，你会觉得咱的图书会有点“啰嗦”，因为你觉得在理解“一句话经验”之前，还需要理解“其他问题”，而后者并不是你关心的（因为想速战速决，说得不好听，就是浮躁）。孰不知，后者才是透彻理解“一句话经验”的关键所在。
以前述“旁路电容可以使电路或芯片工作更稳定 ”为例，从中可以引出包括但不限于以下问题：工作不稳定的原因是什么？会产生哪些潜在的问题？旁路电容是如何解决稳定性的？这种解决问题的基本思路适合其它场合吗？旁路电容的选型有哪些需求？旁路电容量多大才够呢？哪些电容器适合做旁路电容？旁路电容与去耦电容有什么区别？滤波电容与旁路电容呢？数字与模拟电路的旁路电容工作原理有区别吗？在对旁路电容进行PCB布局布线时有哪些要求？PCB平面层可以当作旁路电容吗？大功率功放中使用的大水塘是滤波电容还是旁路电容，等等（当然，还包括自谐振频率、共路噪声、地弹、转换时间、动态功耗等术语）。
也就是说，为了透彻阐述看似简单的“一句话经验”，敝人需要解答与之相关的更多问题，而顺利完成此任务必然需要读者拥有更多的知识储备（但这一条通常不成立 ），所以偶在《电容应用分析精粹：从充放电到高速PCB设计》一书中花费了8章的篇幅（总50章）专门探讨旁路电容（不包括开头前几章关于电容器的通用知识），主要是想实现这样的目标：在探讨“一句话经验”的思路中，帮助读者逐步建立起完整的知识体系（揭开与其他知识之间的关键枢纽） 。其实，就咱个人而言，“一句话经验”也足够了，整本书要是提炼为“一句话经验”文档，最多也就几页的事。但问题是，作者本身懂了并不重要，最重要的是让读者懂呀！ 我也不认为这样通篇“一句话经验”的文档能够输出多大的价值。
《USB》也同样如此。为了让零基础新手掌握USB开发，本书详细阐述“游戏操纵杆”实例就花了20章。其实，如果读者只是想让实例跑起来，只需要看其中一章即可，但此书的撰写目的绝非如此，而是：让读者透彻理解USB规范，以便让“使用不同开发平台的”读者也能够快速上手USB开发 。因此，我决定从经典且简单的例子抓取关键思路，而这个关键思路与其他更复杂的应用实例是相通的。“游戏操纵杆”实例只是本书采用的叙述工具而已，只有理解其背后的基本原理，你才能以不变应万变。
市面上有些关于USB开发的图书中的大多数章节是一样的，也就是用各种应用实例从头到尾告诉读者：改这里，改那里，然后编译，下载，看结果。当然，咱不是贬低这类书，每类书都有自己的定位。但是个人认为冗余的内容太多了，也并不是偶想要写的书。能做出东西固然重要（别的书能做到的项目，通过学习《USB》也能做到），但更重要的是，我想借用做东西的契机阐述USB规范。我想要尽量加强图书的思想纵深，希望图书的内容更凝炼（不想花太多的篇幅去重复讨论应用层面的东西，篇幅是非常重要资源，必须有效利用） ，因为偶觉得，一篇技术文章可能传达一个（或若干个）技能或思路，而一本书应该在此基础上更进一步构建完整统一的思想体系 （而不是“东一榔头西一棍子”，这也是咱总强调“要做好知识过渡”的原因），而不应该仅仅是技术文章的简单集合。 换句话说，图书与技术文章的思想高度理应不一样 。
说白了，前面所示的那些“一句话经验”都属于知识，而透彻阐述“一句话经验”的那些内容背后则隐藏着思路。优秀的作者应该有把“一句话经验“写得“啰嗦”的能力，这个“啰嗦”不是指废话连篇，而是尽其所能将“一句话经验”有条理地分解为多个更易于理解的基础知识 。如果你认同“一句话能讲明白的事不必啰嗦”（不管是真明白还是装明白），或者，你不喜欢“啰嗦”的学习方式（只是想快速做出东西，而不想理解背后的原理），那咱写的书真心并不适合你，也不建议去买，虽然也就几十元的事，但，那不同样也是血汗钱吗？！这苍蝇再小，可不还是肉嘛！
PCB设计指南与经验分享
在设计PCB时，工程师们往往很想使用自动布线。通常，纯数字的电路板采用自动布线是没有问题的。但是，在设计模拟、混合信号或高速电路板时，如果采用布线软件的自动布线工具，可能会出现一些问题，甚至很可能带来严重的电路性能问题。本期技术专题，我们请到星球号技术大牛为你解决PCB设计难点，多角度全面展示其PCB技术设计实例的经验。
怎么根据电流大小选择PCB走线的线宽
1.PCB走线线宽的重要性
PCB载流能力的计算一直缺乏权威的技术方法、公式，经验丰富CAD工程师依靠个人经验能作出较准确的判断。但是对于CAD新手，不可谓遇上一道难题。
对于大电流电源走线来说，没有按照正确的方法评估走线线宽，可能导致电流过大，烧毁板子走线；对于高速信号来说，没有合适的计算线宽，可能导致阻抗失配，引起信号完整性问题。
2.PCB走线跟哪些因素有关
PCB的走线主要跟电流大小，温升，走线走在哪一层，铜厚这几个因素有关。
话不多说，对于工科而言，最主要的是应用，当然也有网站上会贴出一些数据，如下所示：
本文的目的是推荐大家一个用于计算PCB走线线宽的网站，如下所示……
你的PCB地线走的对吗？为什么要有主地？
PCB layout需要丰富的经验和扎实的理论基础支持，还要多踩几个坑，多做几个仿真加深对走线的理解，才能形成闭环的走线设计，今天介绍一个和GND走线相关的案例，在手机领域会影响相机画质、在医疗领域会影响生物电信号采集信噪比，如果不理解背后的原理，只会复制原理图或PCB的话，往往达不到电路的最佳性能。
地线 在PCB走线 中，通常有三种作用：
回流控制阻抗屏蔽今天介绍的案例是和回流相关，地线上的电压波动会影响到对噪声敏感的模拟电路。上图是一种地线走线示意图，数字电路和模拟电路的GND最终都要汇聚一起和电池的地连接，也就是说数字电流Id和模拟电流Ia最终都要汇集在一起，那么这两路电流Id和Ia就用公用地线部分，如上图括号内所示，一般而言数字电流Id的波动是比较大的，而模拟电流Ia的波动略小……
PCB板屏蔽罩的EMC-设计
PCB 板的天线模块产品比如GPS & GPRS模块；还有一些产品带有RF功能的模块我们在设计时会用到金属屏蔽罩：其结构如下(全屏蔽)我们要重点关注外界的信号的干扰影响；
GPRS模块设计；信号的频率2.4GHZ
当我们应用屏蔽罩方式进行我们电子产品进行屏蔽EMI设计时我们需要注意以下几点：屏蔽罩开口形状与辐射噪声的参考关系;开口孔径小于λ/5=20mm……
LLC谐振变换器电气原理图及PCB设计
下面是LLC谐振电源案例，分享给各位读者朋友。驱动采用隔离变压器，副边采用全波整流电路，环路采用TL431 2型补偿。
主电路
控制及驱动
低EMI DC/DC变换器PCB设计
由于每个开关电源都会产生宽频带噪声，所以，想要将汽车电路板网络中DC/DC变换器集成到汽车控制装置中的同时，还能满足汽车OEM的EMC标准，简直是难上加难。
通常，DC/DC变换器和其他高速电路的噪声会通过有效天线路径的连接电缆传播辐射。为了阻断这些潜在辐射路径，就需要在每个电缆连接处过滤掉噪声。因为只有噪声源的磁场和电场没有耦合到滤波器件或电缆中时，此种滤波才有效。
在近场环境中，场强的下降与距离平方的倒数成正比(1/d2)。因此，噪声源、滤波器件和连接器之间必须有一个最小距离。
但实际上，通常会根据机械尺寸提前定义好PCB尺寸和电缆连接器的位置。另外，在PCB的某些区域中，最大元器件的高度可能非常有限，还有可能无法双面组装。这时，需仔细布局元器件的位置和PCB走线 - 尤其针对汽车制造等高标准行业。
布局规划
为避免直接将DC/DC变换器中的电场磁场耦合进连接器和电缆，电路请务必尽远离PCB连接点布置（见图1）。
图1 噪声源离连接器和电缆越远越好
距离或额外的屏蔽能降低电磁兼容滤波器、连接器和电缆的场强。可以考虑用屏蔽代替距离……
多年的积累之PCB画图散热绝杀技巧
对于电子设备来说，工作时都会产生一定的热量，这样就会使设备内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发出去，设备就会持续的升温，器件就会因过热而失效，电子设备的可靠性能就会下降。
因此，PCB电路板的散热是一个非常重要的环节 ，那么PCB电路板散热技巧是怎样的，下面来跟跟电子星球的朋友们一起来讨论下。
如何散热更好？
通过PCB板本身散热：目前广泛应用的PCB板材是覆铜/环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材，还有少量使用的纸基覆铜板材。这些基材虽然具有优良的电气性能和加工性能，但散热性差，作为高发热元件的散热途径，几乎不能指望由PCB本身树脂传导热量，而是从元件的表面向周围空气中散热。
但随着电子产品已进入到部件小型化、高密度安装、高发热化组装时代，若只靠表面积十分小的元件表面来散热是非常不够的。同时由于QFP、BGA等表面安装元件的大量使用，元器件产生的热量大量地传给PCB板，因此，解决散热的最好方法是提高与发热元件直接接触的PCB自身的散热能力，通过PCB板传导出去或散发出去……
电子产品-FLY开关电源系统 PCB设计技巧
EMC在电子产品/设备已经成为可靠性的重要组成部分；将越来越被重视！特别对于我们的工业&消费类产品要求满足其相应的认证和出口要求，对应的国家政策也在不断完善；同时国际贸易的深化发展；EMC技术成为电子产品/设备必过的硬性指标！
目前开关电源由于其体积小，效率高在电子产品&设备中被广泛应用。我的《开关电源：EMC的分析与设计》这门课程帮助了很多人都很轻松解决了开关电源中碰到的EMI问题；我再将开关电源PCB设计的思路分享给大家。
1.PCB-Layout-接地方法（FLY架构）
PCB-Layout-接地方法
初级接地规则：
A. 连接方法为所有小信号GND与控制IC的GND相连后,与辅助绕组的输出电容地相连，然后与辅助绕组的地相连，再连接到Power GND（即大信号GND）……
L6562 Flyback PFC PCB设计
总算利用空余时间完成了PCB布线，好久没有设计PCB了，都感觉有些生疏了，此次flyback PCB设计过程中发现布局不是太理想，由于布线快结束了，就没有对布局做出调整，之后改版是在做出优化，实验调试过程中还有些许改动，图中输入电容C2封装忘记换了,这里一个CBB电容就可以。
图1 Bottom Layer
图2 Top Layer
图3 PCB
PCB规则设置
这里主要谈谈PCB设计相关事项，对于初学者来说往往容易忽视，或是不注意，往往没有一个良好的设计习惯，这将会影响后续的工作习惯，不利于工作开展……
EMC设计-开关电源PCB设计思路
其实我们电子产品往往60%以上都出现在电子线路板的PCB设计上。好的PCB设计需要相关的理论及实践经验。本文档提供开关电源的PCB设计思路给电子设计爱好者参考！
1.PCB设计总体原则
*拓扑电流回路最小化；脉冲电流回路最小化。
*对于隔离拓扑结构,电流回路被变压器隔离成两个或多个回路（原边和副边）,电流回路要分开最小化布置。
*如果电流回路有个接地点，那么接地点要与中心接地点重合。
*实际设计时，我们会受到条件的限制；2个回路的电容可能不好近距离的共地！设计的关键点：我们要采用电气并联的方式就近增加一个电容达成共地（如上图）。
2.PCB-Layout-高频走线（FLY为参考例）
A.整流二级管，钳位吸收二极管，MOS管与变压器引脚;这些高频处引线应尽可能短，layout 时避免走直角；特别是RCD回路吸收二极与MOS管的距离对产品的辐射影响会达到10dB以上！！以下用测试数据进行补充说明。
B.MOS管的驱动信号,检流电阻的检流信号,到控制IC 的走线距离越短越好；
C.检流电阻与MOS和GND 的距离应尽可能短。
案例-实验测试例：RCD回路影响，RCD回路及吸收二极管与MOS的距离位置影响。
RCD吸收回路增大且吸收二极管远离MOS管放置；PCB如上，测试EMI数据如下；
EMI-辐射测试结果35MHZ-50MHZ出现超标的频点；
RCD吸收回路最小且吸收二极管靠近MOS管放置；PCB如上，测试EMI数据如下；
EMI-辐射测试结果35MHZ-50MHZ有较好的设计裕量；EMI测试OK!!
原因分析： 主开关管漏极为强干扰源， RCD吸收用以减弱此干扰能量，RCD越靠近漏极辐射能量则越小……
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