标签: 硬件电路设计
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当我们提到电缆线的阻抗时，它到底是什么意思？RG58电缆通常指的是50Ω的电缆线。它的真正含义是什么？假如取一段3英尺(0.9144米)长的RG58电缆线，并且在前端测量信号路径与返回路径之间的阻抗。那么测得的阻抗是多少？当然，我们可以用欧姆表测量其阻抗。如下图所示，将欧姆表连在3英尺长的传输线的前端，即中心信号路径与外壳之间，那么表的读数到底是多少？是开路、短路、还是50Ω？ 当然，如果等待时间足够长，一段短电缆线看起来就像是开路，此时测得的输入阻抗为无穷大。既然短电缆线的输入阻抗为无穷大，那么50Ω电缆线又是什么意思呢？ 为了进一步讨论，考虑更极端的情况，采用非常长的RG58电缆线。这条线非常长，能一直通向月球，长度约为380000km。回想中学物理，光在真空中的传播速度约为300000km/s，在RG58电缆线中接近210000km/s。光从一端传到远端所花的时间约为2s，返回又需2s。如果将欧姆表连到这段长电缆线的前端，测到的阻抗会是多少？ 欧姆表测量电阻的方法是：给被测元件加1V的电压，然后测量电压与电流的比值。 倘若在信号的往返时间即4s内测量阻抗。在前4s内，信号出发沿电缆线向下传播到底并返回，这时流入电缆线前端的电流是一个常量，其大小等于信号沿线向前传播时信号给每小段连续电缆充电的电流。 信号源在电缆线前端看过去的阻抗，也就是“输入”阻抗。事实上，在信号返程结束前即前4s内，信号源并不知道电缆线有终点。在这种情况下，欧姆表前4s内的读数就是电缆的特性阻抗，即50Ω。 当提到电缆线为50Ω时，实际上是说 信号沿电缆线传播时受到的瞬时阻抗为50Ω。 即在开始阶段，如果在相对于信号往返时间较短的时间内看测量结果，就会看到电缆线的输入阻抗为50Ω。 更多精彩内容也可移步至 公众号 ，全网同号。
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备注： 1. 某项做了之后，请在是否 check/ 日期一栏标上日期 2. 请 Check 的人在 Check 人员一栏签上名 3. PCB 中接插件的位置检查，这工作是在布局完成之后进行的，要结合工业结构设计进行检查，比如 CMOS 前端镜头固定座得注意考虑方向，面板上的接插件得喝工业结构相匹配 4. 丝印检查，包括丝印的统一方向，字体大小，还有 logo 的位置 5. CAM 检查，可以更准确的反应出正片，反片，丝印的实际情况，建议这一步骤也要进行 6. 板材颜色和漆的材料，有些会要求满足欧洲 RHOS 标准，有些要求板材颜色为蓝色 7. 板子厚度，比如金手指的板子， DIMM200 则规定厚度为 1mm 8. 填写好焊接工厂要求的工艺参数 这是 07-08 年期间设计电路过程中，自己罗列出来的检查流程，不是很规范，但是有了这个流程表，后来就避免了很多问题的发生，硬件设计还是得按照这规矩来，否则一次失误就可能延误了一个产品周期。 据说华为有一个很强大的硬件设计检查流程表，但也一直没机会学习到，权且当做抛砖引玉，让更多的硬件设计爱好者能够分享他们的经验和教训。
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全书共14章，主要包括：电子系统设计概论，电子元器件的分类、功能及选型，模拟电路功能模块设计，数字电路单元设计，电源电路设计基础，电路设计与软件仿真，计算机辅助电路PCB设计，PCB加工及制作工艺，元器件装配、焊接及拆焊工艺，元器件参数测试、质量检测及等效代换，电路系统调试工艺，模拟电路课程设计示例，数字电路课程设计示例，电源电路课程设计示例等。目 录第1章 电子系统设计概论 11.1 电子系统设计的基本工作流程 11.2 分设计任务、查找参考方案、初步拟定设计方案 21.3 单元电路仿真及系统集成仿真 21.4 设计电路PCB 41.5 元器件选型 51.6 加工、制作电路PCB 61.7 电路的装配、焊接及调试 61.8 修改、升级原有设计方案，整理并完成设计文档 61.9 电子电路课程设计概述 6习题 7第2章 电子元器件的分类、功能及选型 82.1 元器件分类、参数及封装 82.1.1 元器件的参数标称值 82.1.2 元器件的型号及参数标注 92.2 电阻 132.2.1 常见的电阻类型 132.2.2 电阻的参数及选型 152.2.3 电阻的串联与并联 162.2.4 排阻 172.2.5 保险管 182.2.6 敏感电阻 192.3 电位器 212.3.1 电位器的内部结构及工作原理 212.3.2 电位器的基本工作电路 222.3.3 常用电位器的分类 222.3.4 电位器的参数及选型 252.4 电容 272.4.1 电容的功能 282.4.2 常见的电容类型 282.4.3 电容的参数及选型 332.4.4 电容的串联与并联 352.5 电感 362.5.1 电感的结构 372.5.2 电感的主要参数 402.5.3 电感的串联与并联 412.5.4 常用电感 422.6 变压器 442.6.1 变压器的种类、特性及设计 442.6.2 变压器的参数 442.6.3 变压器的分类 452.7 晶振 462.7.1 无源晶振 472.7.2 有源晶振 472.7.3 常用的晶振频率 482.8 电声器件 482.8.1 麦克风 482.8.2 扬声器 492.8.3 蜂鸣器 502.9 半导体二极管 512.9.1 二极管的结构工艺及封装 512.9.2 二极管的分类 522.9.3 二极管的参数及选型 552.10 发光二极管 562.10.1 LED的外形特征 562.10.2 LED应用电路 562.11 三极管（双极型晶体管） 572.11.1 三极管的常见类型 582.11.2 三极管型号的识别 582.11.3 三极管的选用原则及注意事项 582.12 场效应管 592.12.1 场效应管的分类 592.12.2 MOSFET的正确使用 592.13 集成芯片 592.13.1 常用集成芯片的基本分类及使用 602.13.2 集成芯片的型号命名规则 602.13.3 常用集成芯片的封装及引脚排列规律 612.13.4 集成芯片的正确使用 622.14 接插件 632.14.1 排针与排插 642.14.2 排针与杜邦线 642.14.3 接插件的防呆设计 652.14.4 集成芯片插座 652.14.5 其他常用接插件 672.15 开关与继电器 672.15.1 翻转开关 672.15.2 自复位按钮 712.15.3 电磁继电器 722.15.4 开关的机械抖动与消抖 73习题 75第3章 模拟电路功能模块设计 763.1 模拟电路的典型结构 763.2 集成运放基础 773.2.1 集成运放电路的实用分析方法及步骤 773.2.2 集成运放的电源供电 773.2.3 集成运放的输出调零 783.2.4 集成运放的负载驱动能力 793.3 电压放大及转换电路设计 793.3.1 同相比例运算放大电路 793.3.2 同相交流放大电路 803.3.3 反相比例运算放大电路 813.3.4 反相交流放大电路 813.3.5 交流信号分配电路 823.3.6 反相加法电路 823.3.7 差动减法电路 833.3.8 仪表放大器电路 843.3.9 反相积分电路 843.3.10 反相微分电路 853.3.11 峰值检测电路 853.3.12 精密整流电路 863.3.13 电流-电压转换电路 873.3.14 电压-电流转换电路 873.4 电压比较器电路设计 883.4.1 单限电压比较 883.4.2 迟滞电压比较 903.4.3 窗口电压比较 913.5 功率放大电路设计 923.5.1 OTL功放 923.5.2 OCL功放 933.5.3 BTL功放 943.6 波形发生器电路设计 943.6.1 正弦波振荡电路 943.6.2 矩形波振荡电路 963.6.3 矩形波-三角波振荡电路 973.7 晶体管驱动电路设计 983.7.1 NPN管实现信号反相 983.7.2 NPN型三极管功率负载驱动电路 983.7.3 PNP型三极管功率负载驱动电路 993.7.4 H桥驱动电路 993.8 有源滤波电路设计 993.8.1 滤波电路的计算机辅助设计 1003.8.2 低通滤波电路（LPF） 1023.8.3 高通滤波电路（HPF） 1033.8.4 带通滤波电路（BPF） 1043.8.5 带阻滤波电路（BEF） 104习题 105第4章 数字电路单元设计 1064.1 CMOS逻辑门 1064.1.1 逻辑门等效替换、多余引脚的处理 1074.1.2 提高CMOS逻辑门的驱动能力 1084.2 集成组合逻辑器件的设计应用 1084.2.1 二进制译码器74HC138 1084.2.2 显示译码器 1104.2.3 数值比较器74HC85 1124.2.4 数据选择器74HC151 1134.3 计数器电路设计 1144.3.1 同步计数器74HC160/161 1144.3.2 可逆计数器74HC192/193 1154.3.3 计数器的级联扩展设计 1154.4 移位寄存器电路设计 1164.4.1 74HC164 1164.4.2 74HC595 1174.4.3 74HC165与74HC166 1174.4.4 74HC194 1184.4.5 CD4017 1204.5 锁存器设计 1214.6 触发器设计 1224.7 单稳态触发器设计 1234.7.1 不可重复触发单稳态触发器 1234.7.2 可重复触发单稳态触发器 1244.8 多谐振荡电路设计 1244.8.1 CD4047构成多谐振荡电路 1244.8.2 CD4060构成多谐振荡/分频电路 1244.8.3 逻辑门构成多谐振荡电路 1254.8.4 采用晶振的多谐振荡电路 1274.9 模拟开关设计 1294.9.1 4路双向模拟开关74HC4066 1294.9.2 单8/双4路模拟开关ADG608/609 1304.10 555定时器设计 1304.10.1 多谐振荡电路设计 1304.10.2 单稳态电路设计 1314.10.3 施密特触发器设计 132习题 133第5章 电源电路设计基础 1345.1 线性直流电源电路设计 1345.1.1 整流电路 1345.1.2 滤波电路 1365.1.3 电压基准TL431 1375.1.4 串联反馈型稳压电源电路 1385.1.5 三端集成稳压器 1385.1.6 低压差LDO集成稳压电路 1395.2 开关电源电路 1395.2.1 降压型BUCK电路 1405.2.2 升压型BOOST电路 1405.2.3 负电源转换电路 1415.3 电流检测电路设计 141习题 142第6章 电路设计与软件仿真 1436.1 仿真软件的基本操作 1436.1.1 软件使用须知 1436.1.2 软件操作界面 1436.1.3 仿真元器件库 1456.1.4 虚拟仿真仪器库 1486.2 模拟电路的仿真 1486.2.1 放置与删除电气连线、电气节点 1496.2.2 设置参考地、直流电源、信号源 1496.2.3 虚拟示波器的设置 1516.2.4 虚拟万用表的设置 1556.2.5 电位器的参数调整 1556.2.6 模拟电路的仿真、调试 1566.3 数字电路的仿真 1566.3.1 数字集成芯片 1566.3.2 时钟源、电源及数字地 1576.3.3 虚拟函数信号发生器 1586.3.4 虚拟逻辑分析仪 1586.3.5 运行数字电路仿真 1596.3.6 绘制总线 1606.3.7 按钮与开关在数字电路中的应用 1626.4 支电路 1636.4.1 创建支电路 1636.4.2 支电路的内部电路搭建 1636.4.3 支电路输入/输出端口的设定 1636.4.4 调用支电路进行仿真 164习题 164第7章 计算机辅助电路PCB设计 1657.1 PCB设计概述 1657.1.1 PCB的演变历史 1657.1.2 PCB设计的任务及要求 1657.1.3 基于Altium Designer的PCB设计流程 1667.2 电路原理图设计 1667.2.1 新建并保存PCB工程文件、电路原理图文件 1677.2.2 加载原理图库文件 1687.2.3 原理图库元器件在绘图工作区中的操作 1707.2.4 电气连线 1777.3 设计PCB 1797.3.1 PCB设计的基本流程 1797.3.2 新建PCB文件 1807.3.3 PCB图层的概念 1807.3.4 PCB的长度计量单位 1817.3.5 PCB板框的规划设计 1827.3.6 将电路原理图导入PCB设计文件 1837.3.7 元器件在PCB中的布局 1857.3.8 设定PCB的布线规则 1877.3.9 对PCB进行电气布线 1907.4 编辑原理图库元器件 1967.4.1 新建原理图库文件 1967.4.2 创建并编辑原理图库元器件 1967.4.3 修改并编辑系统自带的原理图库元器件 2007.5 创建PCB封装库元器件 2027.5.1 新建并保存PCB库文件 2027.5.2 PCB封装库元器件的创建流程 2027.5.3 加载自制的PCB封装库文件 206习题 206第8章 PCB加工及制作工艺 2078.1 PCB制板工艺概述 2078.1.1 敷铜板 2078.1.2 PCB 2088.2 丝网印刷制板工艺 2098.3 手绘制板工艺 2108.4 紫外曝光制板工艺 2108.5 雕刻制板工艺 2118.5.1 手工雕刻制板工艺 2118.5.2 机械雕刻制板工艺 2128.5.3 激光雕刻制板工艺 2128.6 热转印制板工艺 2128.6.1 热转印制板工艺的特点 2138.6.2 针对热转印制板工艺对PCB进行修改 2138.6.3 热转印制板工艺的基本流程 2148.7 金属墨滴制板工艺 2198.8 外协加工制板工艺 219习题 219第9章 元器件装配、焊接及拆焊工艺 2209.1 装配工艺 2209.1.1 直插元器件在PCB中的插装 2209.1.2 元器件插装前的准备工作 2229.1.3 元器件插装过程中的典型故障 2249.2 常规电子焊接工艺 2259.2.1 电子焊接工艺概述 2259.2.2 常用焊接工艺的分类 2259.2.3 锡焊的基本条件 2269.2.4 焊料 2279.2.5 助焊剂 2289.2.6 电烙铁 2299.2.7 其他焊接辅助工具 2349.2.8 手工焊接工艺 2399.2.9 特殊元器件的焊接工艺 2429.3 拆焊工艺 2449.3.1 毁坏式拆焊工艺 2449.3.2 9
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随着信息技术和半导体工艺的发展与进步，装备中集成电路的占比越来越高。为了保证装备的可靠性及安全性，可测性设计成为电路设计中必须考虑的一个步骤。通信系统作为直接决定装备能否正常工作的核心模块，因此设计针对通信设备的机内测试系统十分必要。机内测试的目的是将故障定位到外场或内场可更换单元，进而快速的完成对故障单元的更换，保障装备的作战能力
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