原创 《电路设计工程计算基础》开篇语

        数学是电路系统设计中最为基础、最为美丽的语言，电子器件的参数选择由数学来确定，器件随环境及频率的特性变化通过器件的参数变化计算来表达，器件的偏差影响通过数学计算知道，批量生产的故障发生概率通过数学推理得出…

        从小学到中学，到大学、再到研究生，学过的数学知识的类别从基础的加减乘除、不等式、线性代数、三角函数、解析几何、复变函数里的拉氏变换Z变换、概率论数理统计的各种分布、导数微分积分偏微分、极限与傅里叶变换… 每一个知识点都与电路设计息息相关，如果还未能将这些数学知识信手拈来的用于我们的电路设计，则不可妄言是一位成熟的电路工程师。

       在电路设计中，无论是模拟电路还是数字电路，研究的核心内容就是一个词——“电压容限”（如图0-1、图0-2）。

        对于数字电路（如图0-1），输出器件的信号分别为高电平（用VoH表示）和低电平（用VoL表示），这两个电平的电压都是一个允许的电压范围，只要在VoH范围内的输出电平，都认为是合理可接受的高电平，只要是VoL范围内的输出电平，都认为是合理可接受的低电平。同理，接收端能接受的高、低电平也是一个范围，分别为VIH和VIL，不同的是，VoH和VIH、VoL和VIL不是相等的电平，而是有一个电位差Δ，这里的Δ就是电压容限。而数字电路的设计里，我们所研究的器件参数选型计算、EMC、SI，都是为了让从输出端发送出的电平信号，所经历的传输线缆信号衰减、空间辐射干扰耦合叠加、传输线信号反射、外界环境导致的器件参数漂移引起的信号波动等一系列破坏效果的组合后果，均不可超过Δ的电压值。只要在这Δ的范围内，高电平仍然是高电平，低电平仍然是低电平，即便是有些外来的干扰破坏，电路仍能照常工作。数字电路的所有工程计算里，最终控制的也不过是集中在这一点上。

        而对于模拟电路，也有一个电压容限值±Δ%（图0-2），设计中所要控制的，就是在任何的波动干扰下，模拟输出量都不能超出±Δ%的范围。

        数学一直是让人头疼的学科，尤其是对于工科女和不喜理论的工科男，其实这都是一种错觉，数学的电子工程应用都非常简单，都不会用到每个数学分支里特别高深的内容，只要学过一点点，而且还没完全还给老师的话，那读懂本书就不是一件太难的事情。本书所讲授的仅仅是一种将数学与电路设计进行结合的方法，在这两者之间架起一座桥梁。不过，任何的大桥，都会有很长的引桥，要跨过这道大桥，走完引桥也会费那么一点点气力和精力的。做好思想准备，未来很光明，道路也并不崎岖难行，但它是个上坡路，为了进步也总要付出一点点的啦 。