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电阻是一个普通的元件，却有不普通的门道，在做电子设计近十年了的今天，我这小电工才悟出一些道道，在此与大家分享。     电阻的参数有很多，平时我们一般关注阻值、精度、额度功率，这三个指标合适即可。诚然，在数字电路中，我们无需关注太多的细节，毕竟只有1和0的数字里面，不大计较微乎其微的影响。但是在模拟电路中，当我们使用精准的电压源，或者对信号进行模数转换，又或者放大一个微弱的信号时，阻值的小小变动都会带来很大的影响了。在与电阻斤斤计较的时候，当然就是在处理模拟信号的场合了，后面就根据模拟电路应用分析下电阻各参数的影响。     电阻的额度阻值——电阻的额度阻值的选择往往被应用固定了，比如对一个LED灯限流，或者对某个电流信号取样，电阻的阻值基本没有其他选择。但是有些场合，对电阻的选择却有多种，比如对一个电压信号进行放大，如图所示，放大倍数跟R2与R3的比例有关，与R2、R3的值无关。这时选择电阻的阻值还是有根据的：电阻阻值越大，热噪声就越大，放大器的性能就越差；电阻阻值越小，工作是电流越大，电流噪声也就越大，放大器的性能就越差；这是很多放大电路的电阻是几十K的原因了，有需要用到大阻值的地方，或者是使用电压跟随器，或者使用T型网络来避免。         电阻的精度——电阻的精度很好理解，这里不啰嗦了。电阻的精度一般有1%和5%，精密的要0.1%等。0.1%的价格大约是1%的十倍，1%的价格大约是5%的1.3倍。一般地，精度代号A=0.05%、B=0.1%、C=0.25%、D=0.5%、F=1%、G=2%、J=5%、K=10%、M=20%。     电阻的额度功率——电阻的功率本来很简单，但是往往容易用得不恰当。比如2512的贴片电阻，额度功率是1W，根据电阻的规格书，温度超过70摄氏度时，电阻就要降额使用。2512的贴片电阻到底能用到多大的功率呢，在常温下，如果PCB焊盘没有特殊散热处理，2512的贴片电阻功率达到0.3W时，温度就可能要超过100甚至120摄氏度了。在125摄氏度的温度下，根据温度降额曲线，2512的额度功率需降额到30%了。这种情况在任何封装的电阻都需要注意的，不要迷信标称功率，关键的位置最好再三确认避免留下隐患。     电阻的耐压值——电阻的耐压值一般比较少提，特别是新手，往往没有什么概念，以为电容才有耐压值。电阻两端能够施加的电压，一个是由额度功率决定，要保证功率不超过额度功率，另外就是电阻的耐压值了。虽然电阻体的功率不超过额度功率，但是过高的电压会导致电阻不稳定、电阻引脚间爬电等故障，在使用时需根据使用的电压选择合理的电阻。部分封装的耐压值包括：0603=50V，0805=100V，1206至2512=200V，1/4W插件=250V。而且，时间应用中，电阻上的电压应该比额度耐压值小20%以上，不然时间一长就容易出问题了。 ^2     电阻的温度系数——电阻温度系数是描述电阻随温度变化的参数。这个主要由电阻的材料决定的，一般厚膜片式电阻0603以上的封装都可以做到100ppm/℃，意思就是该电阻环境温度变化25摄氏度时，电阻值有可能变化了0.25%。如果是12bit的ADC，0.25%的变化也就是10个LSB了。所以像AD620这样的运放，仅靠一个电阻调整放大倍数的，很多老工程师不会贪方便而使用，他们会使用常规电路，通过两个电阻的比例调节放大倍数，当电阻是相同类型的电阻时，温度引起的阻值变化不会带来比例的变化，电路就更稳定。在要求更高的精密仪表，会使用金属膜电阻，他们的温漂做到10至20ppm是容易的，当然也就贵点。总之，在仪表类的精密应用中，温度系数绝对是很重要的一个参数，电阻不精准可以在校准时调整参数，电阻随外界温度的变化是控制不了的。     电阻的结构——电阻的结构比较多，这里提下能想起来的应用。机器的启动电阻，一般是用电阻对大容量的铝电解进行预充电，充满铝电解后闭合继电器接通电源工作。这种电阻需要耐冲击，最好使用大绕线电阻，电阻的额度功率不是很重要，但瞬时功率却很高，普通的电阻难满足要求。高压应用，比如电容放电的电阻，实际工作电压超过500V，最好使用高压玻璃釉电阻而不是普通的水泥电阻。尖峰吸收的应用，比如可控硅模块两端需要并联RC做吸收，做dv/dt保护，最好就实现无感绕线电阻，这样才能对尖峰有良好的吸收性能并且不容易被冲击损坏。     小电工能力有限，暂且到这里了，下次再补充。

这里是根据受欢迎的需求整理出来的另外一批免费工具，工程师和DIYer可以在他们的各种项目中使用这些工具。鉴于经济现状，‘免费’就像黄金一样，这些工具至少值得你没有在上面花费的每一分钱。 我们请求工程师将工具自发添加到我们的原始清单中。在后面几页显示的结果中包括一种替代电子表格(Excel)的极具吸引力的新兴工具，名叫R Project，用于统计运算。工程师们表示，这种工具能够处理很大的数据量，具有更加灵活的图形化功能，因此值得深入学习。工程师们对FreePCB也给予了很高的评价，除了功能形式略有折衷外，它允许用户使用简单的图形界面进行PCB原理图的设计和编辑。 如果遗漏了您最喜爱的免费工具，欢迎补充哦。 用于统计运算的R Project——可替代Excel 首先是RR公司(是Robert Gentleman和Ross Ihaka创建的)的R Project，或简写为‘R’。这是一个可下载的软件环境，主要用于提供统计性的运算和图形。 这个软件提供统计和图形化的技术，包括线性/非线性建模、时间序数分析和经典的统计测试等许多功能。该软件兼容大多数操作系统，可以在基于各种UNIX平台、Windows和MacOS的PC机上运行。R也是一种开源软件，可以让用户随意修改以适合他们的需要，不用担心违法问题。 Sage可在各种数学应用中提供帮助 你被某些数学问题难住过吗？也许你需要用基于CAD模型的计算。不管是什么样的问题，Sage都能帮助到你。该软件使用近100种开源包创建，并统一在一种界面下以方便使用。这种平台可以用于大量数学应用，包括微积分、代数和基础数学。平台还集成有许多先进的‘Doc Brown’应用程序，比如群论、密码学和组合学等等。这种可下载的软件可以通过网络浏览器访问，并在本地连接到你的Sage安装程序，或通过Sage网络服务器访问。界面非常有趣，采用‘笔记本’的形式，允许用户创建自己定制的图形、数学表达式(适合弦论迷)，并且能够根据具体项目增加/删除输入。另外，你能像使用儿时的复古玩具那样创建难以置信的‘旋转图形’艺术品。 用于高级解释性语言数值计算的GNU Octave 另外一个流行的免费数学工具是GNU Octave，主要用于数值计算，比如化学工程和科学计算中需要的那些数值计算。这是一个软件平台，汇聚了大量的设计用于解决数字线性代数问题的工具，深入到非线性方程的‘根基’，并集成了普通函数。有趣的事情不止这些，因为Octave还集成了用于操作多项式和整合常微分与微分代数方程的工具。就像大多数著名的开源软件那样，Octave也可以被用户用包括C、C++和FORTRAN等许多种语言进行修改和再次发布。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 用于嵌入式设计应用的Microchip公司MPLAB开发平台 电路设计是一个很大的市场，其设计实现自从近年越来越流行的单板计算机推出以来已经造就了很大的制造商市场。在微控制器(MCU)市场中电路设计也很流行，它允许客户通过配置系统来适应他们的需要。当然，制造MCU的大多数公司都有自己的免费工具供客户使用，比如Microchip公司的MPLAB开发平台。这种平台包含了从编译器到模拟器和调试器的所有东西，涉及电路的几乎方方面面。一些更加流行的工具包括用于开发微控制器/数字信号控制器(DSC)代码的MPLAB X IDE，用于在线调试的MPLAB ICD 3，以及用于Mircochip Flash DSC和MCU器件的MPLAB REAL ICE模拟器。 Maxim Integrated公司的EE-SIM交互式工具 设计和仿真平台的价格通常非常昂贵，只要看看SolidWorks平台，你就能很快理解其中的原因了。从概念设计参数到计划的材料成本以及中间的任何对象都有相应的工具。那些不能负担这些软件套件费用的人完全可以采用Maxim Integrated公司的EE-SIM设计创建和仿真工具，这些工具的功能就如字面意义一样。该平台允许用户输入他们的设计要求，然后自动产生交互式原理图，再由用户调整个别元件以满足他们的规范要求。一旦他们选好了元件，他们就能开展设计仿真，最终产生容易理解的波形(包括波特图和电压图)。用户甚至还能保存他们的原理图，然后将包含制造商器件型号的这些原理图下载下来。对于一个免费的设计与仿真平台来说EE-SIM给人的印象是非常深刻的。该平台已经帮助我完成了许多繁重的工作。 TI的WEBENCH设计中心——综合性工具 另外一种设计与仿真套件来自TI公司，它集成了各种各样的工具，可以满足你能想象的所有要求。由于有无数的SBC和评估板，因此为它们提供相应的工具也是说得过去的。TI公司的WEBENCH设计中心所加载的软件可以覆盖设计和仿真的方方面面，它会让你的大脑兴奋不已。这些工具包含定制电源、滤波和传感设计所需的所有东西，并且有非常详细而且随时可以修改的原理图。WEBENCH Power Designer的图形用户界面可以清晰地显示从电源要求到想要的LED流明数的所有结果，而且有一个方便的按键让用户根据个人喜好在BOM成本、元件外形尺寸和设计效率之间作出调整。所有TI的设计和仿真工具都通过你选用的网络浏览器运行，项目设计可以在线保存或下载，无论你处于设计过程中的哪个阶段。WEBENCH帮助我在过去完成了一个LED项目，没有它的话这个项目不会这么快完成，也不会做得这么完美。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 iCircuit公司的电路设计器和仿真器可供四处奔走的人使用！ 随着过去几年来移动设备市场中适合四处奔走的工程师使用的应用数量不断增加，电路设计和仿真不再只局限于PC端。EveryCircuit、Circuit Simulator和Electrodroid就是其中一些可供下载的比较流行的免费移动应用。不过就适合几乎任何平台的实时设计和仿真工具而言，iCircuit很快就要拔得头筹。那么为何iCircuit有别于上述其它应用呢？很简单，它即使在设计过程中也一直在运行仿真，只要一加电就像在跟电路玩游戏。该应用据称有30个单元用于电路设计，包括电阻、MOSFET和数字门电路，并且集成了一个方便的万用表，可立即读取电路中任何地方的电流和电压。甚至还有一个内置的示波器用于跟踪多个信号，并观察这些信号值随时间的变化！使用iCircuit的唯一缺点是用户需要带多个CPU内核的新款移动设备，因为该应用很耗资源。这款免费应用可以用于苹果的iPhone和iPad以及基于安卓和Windows的移动设备。 FreePCB——在基于Windows的PC机上运行的免费PCB设计与编辑工具 为何提到免费设计软件就觉得电路应该很有趣？对PCB—以及用于设计和编辑的免费软件工具来说可爱之处在哪里？答案是以FreePCB的形式为例，允许用户使用简单的图形界面进行PCB原理图的设计和编辑。这种界面不会因2D图形本身获什么奖项，但它的‘美丽’之处在于其功能。用户能够设计出铜层数量达16层、最大尺寸达60X60英寸的PCB！好好想象一下，这可是一个5平方英尺的母板啊！该软件套件提供了PCB版图设计所需的所有工具，包括英制和米制功能、Ivex Design International、PCB Matrix和IPC库。FreePCB还提供了封装向导/封装编辑器用于封装设计和编辑、设计规则检查器，以及导入导出PADS-PCB网表的功能。该软件设计在Windows下工作，但可以通过MacPorts应用在使用Virtual Box或Wine的Mac和Linux系统上运行。 GDB：GNU项目调试器——诊断崩溃的软件 所有软件都会崩溃，这是不可避免的，它的发生只是时间问题。为了更好地理解哪里出错，软件工程师和代码编写人员通常会使用调试软件来掌握跨多个平台的冲突和其它错误。一个较好的免费调试器——不需要介绍就能用的——是GDB公司推出的方便易用的GNU调试器。GNU调试器可以帮助用户观察程序运行过程中发生的事，或者程序崩溃时刻发生的情况。该软件包含4个主要工具用于帮助诊断问题，包括它在启动时的程序规范、在特定条件下停止、检查它在停止运行时发生的事情以及用于实验和纠正所见缺陷的程序编辑。GDB可以在许多编程语言中使用，包括Ada、C、C++、对象型C和Pascal。它还具有在大多数Linux和Windows平台上运行的优点。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 Cypress Perform的PSoC Creator 3.0 SP1——设计SoC 设计工程的发展方向是什么？全能型芯片。 当今世界到处都是带独立SoC(系统级芯片)的移动设备和SBC，这些SoC允许从CPU到GPU的所有东西集成在单片硅片(或其它材料)上。SoC设计不再局限于具有复杂制造中心的技术型公司，因为技术的发展使得制造商和基于家庭的工程师可以在他们的业余时间设计自己的PSoC。正如你能猜到的那样，在这个领域也有许多免费的软件开发工具，比如Cypress Perform公司的PSoC Creator3.0 SP1，它允许用户设计自己的可编程系统级芯片并进行制造(这部分费用比较高)。这个软件套件含有集成式设计平台所需的所有东西，包括以PSoC 3、PSoC 4和PSoC 5LP系统为中心的硬件/固件应用设计可以使用的PSoC Creator。它还包含PSoC Components，可以让用户拖放虚拟的模拟和数字可定制元件，并用完整的API库满足他们的需要。最近该软件平台推出了一种内置的C源代码编译器/编辑器，与调试工具一起可以清除创建过程中产生的任何有害故障。另外还集成了用于I2C、USB、UART和SPI接口的完整通信库。使用PSoC Creator可以做许多事情，随着更多的制造商、业余爱好者和工程师能够在自己家里舒适地生成自己的SoC，这也许就是未来电路设计的发展方向。随着时间的推移，3D打印机和外包制造变得越来越负担得起，人们因此能够非常方便地生产出他们自己的SoC。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载

这里是根据受欢迎的需求整理出来的另外一批免费工具，工程师和DIYer可以在他们的各种项目中使用这些工具。鉴于经济现状，‘免费’就像黄金一样，这些工具至少值得你没有在上面花费的每一分钱。 我们请求工程师将工具自发添加到我们的原始清单中。在后面几页显示的结果中包括一种替代电子表格(Excel)的极具吸引力的新兴工具，名叫R Project，用于统计运算。工程师们表示，这种工具能够处理很大的数据量，具有更加灵活的图形化功能，因此值得深入学习。工程师们对FreePCB也给予了很高的评价，除了功能形式略有折衷外，它允许用户使用简单的图形界面进行PCB原理图的设计和编辑。 如果遗漏了您最喜爱的免费工具，欢迎补充哦。 用于统计运算的R Project——可替代Excel 首先是RR公司(是Robert Gentleman和Ross Ihaka创建的)的R Project，或简写为‘R’。这是一个可下载的软件环境，主要用于提供统计性的运算和图形。 这个软件提供统计和图形化的技术，包括线性/非线性建模、时间序数分析和经典的统计测试等许多功能。该软件兼容大多数操作系统，可以在基于各种UNIX平台、Windows和MacOS的PC机上运行。R也是一种开源软件，可以让用户随意修改以适合他们的需要，不用担心违法问题。 Sage可在各种数学应用中提供帮助 你被某些数学问题难住过吗？也许你需要用基于CAD模型的计算。不管是什么样的问题，Sage都能帮助到你。该软件使用近100种开源包创建，并统一在一种界面下以方便使用。这种平台可以用于大量数学应用，包括微积分、代数和基础数学。平台还集成有许多先进的‘Doc Brown’应用程序，比如群论、密码学和组合学等等。这种可下载的软件可以通过网络浏览器访问，并在本地连接到你的Sage安装程序，或通过Sage网络服务器访问。界面非常有趣，采用‘笔记本’的形式，允许用户创建自己定制的图形、数学表达式(适合弦论迷)，并且能够根据具体项目增加/删除输入。另外，你能像使用儿时的复古玩具那样创建难以置信的‘旋转图形’艺术品。 用于高级解释性语言数值计算的GNU Octave 另外一个流行的免费数学工具是GNU Octave，主要用于数值计算，比如化学工程和科学计算中需要的那些数值计算。这是一个软件平台，汇聚了大量的设计用于解决数字线性代数问题的工具，深入到非线性方程的‘根基’，并集成了普通函数。有趣的事情不止这些，因为Octave还集成了用于操作多项式和整合常微分与微分代数方程的工具。就像大多数著名的开源软件那样，Octave也可以被用户用包括C、C++和FORTRAN等许多种语言进行修改和再次发布。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 用于嵌入式设计应用的Microchip公司MPLAB开发平台 电路设计是一个很大的市场，其设计实现自从近年越来越流行的单板计算机推出以来已经造就了很大的制造商市场。在微控制器(MCU)市场中电路设计也很流行，它允许客户通过配置系统来适应他们的需要。当然，制造MCU的大多数公司都有自己的免费工具供客户使用，比如Microchip公司的MPLAB开发平台。这种平台包含了从编译器到模拟器和调试器的所有东西，涉及电路的几乎方方面面。一些更加流行的工具包括用于开发微控制器/数字信号控制器(DSC)代码的MPLAB X IDE，用于在线调试的MPLAB ICD 3，以及用于Mircochip Flash DSC和MCU器件的MPLAB REAL ICE模拟器。 Maxim Integrated公司的EE-SIM交互式工具 设计和仿真平台的价格通常非常昂贵，只要看看SolidWorks平台，你就能很快理解其中的原因了。从概念设计参数到计划的材料成本以及中间的任何对象都有相应的工具。那些不能负担这些软件套件费用的人完全可以采用Maxim Integrated公司的EE-SIM设计创建和仿真工具，这些工具的功能就如字面意义一样。该平台允许用户输入他们的设计要求，然后自动产生交互式原理图，再由用户调整个别元件以满足他们的规范要求。一旦他们选好了元件，他们就能开展设计仿真，最终产生容易理解的波形(包括波特图和电压图)。用户甚至还能保存他们的原理图，然后将包含制造商器件型号的这些原理图下载下来。对于一个免费的设计与仿真平台来说EE-SIM给人的印象是非常深刻的。该平台已经帮助我完成了许多繁重的工作。 TI的WEBENCH设计中心——综合性工具 另外一种设计与仿真套件来自TI公司，它集成了各种各样的工具，可以满足你能想象的所有要求。由于有无数的SBC和评估板，因此为它们提供相应的工具也是说得过去的。TI公司的WEBENCH设计中心所加载的软件可以覆盖设计和仿真的方方面面，它会让你的大脑兴奋不已。这些工具包含定制电源、滤波和传感设计所需的所有东西，并且有非常详细而且随时可以修改的原理图。WEBENCH Power Designer的图形用户界面可以清晰地显示从电源要求到想要的LED流明数的所有结果，而且有一个方便的按键让用户根据个人喜好在BOM成本、元件外形尺寸和设计效率之间作出调整。所有TI的设计和仿真工具都通过你选用的网络浏览器运行，项目设计可以在线保存或下载，无论你处于设计过程中的哪个阶段。WEBENCH帮助我在过去完成了一个LED项目，没有它的话这个项目不会这么快完成，也不会做得这么完美。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 iCircuit公司的电路设计器和仿真器可供四处奔走的人使用！ 随着过去几年来移动设备市场中适合四处奔走的工程师使用的应用数量不断增加，电路设计和仿真不再只局限于PC端。EveryCircuit、Circuit Simulator和Electrodroid就是其中一些可供下载的比较流行的免费移动应用。不过就适合几乎任何平台的实时设计和仿真工具而言，iCircuit很快就要拔得头筹。那么为何iCircuit有别于上述其它应用呢？很简单，它即使在设计过程中也一直在运行仿真，只要一加电就像在跟电路玩游戏。该应用据称有30个单元用于电路设计，包括电阻、MOSFET和数字门电路，并且集成了一个方便的万用表，可立即读取电路中任何地方的电流和电压。甚至还有一个内置的示波器用于跟踪多个信号，并观察这些信号值随时间的变化！使用iCircuit的唯一缺点是用户需要带多个CPU内核的新款移动设备，因为该应用很耗资源。这款免费应用可以用于苹果的iPhone和iPad以及基于安卓和Windows的移动设备。 FreePCB——在基于Windows的PC机上运行的免费PCB设计与编辑工具 为何提到免费设计软件就觉得电路应该很有趣？对PCB—以及用于设计和编辑的免费软件工具来说可爱之处在哪里？答案是以FreePCB的形式为例，允许用户使用简单的图形界面进行PCB原理图的设计和编辑。这种界面不会因2D图形本身获什么奖项，但它的‘美丽’之处在于其功能。用户能够设计出铜层数量达16层、最大尺寸达60X60英寸的PCB！好好想象一下，这可是一个5平方英尺的母板啊！该软件套件提供了PCB版图设计所需的所有工具，包括英制和米制功能、Ivex Design International、PCB Matrix和IPC库。FreePCB还提供了封装向导/封装编辑器用于封装设计和编辑、设计规则检查器，以及导入导出PADS-PCB网表的功能。该软件设计在Windows下工作，但可以通过MacPorts应用在使用Virtual Box或Wine的Mac和Linux系统上运行。 GDB：GNU项目调试器——诊断崩溃的软件 所有软件都会崩溃，这是不可避免的，它的发生只是时间问题。为了更好地理解哪里出错，软件工程师和代码编写人员通常会使用调试软件来掌握跨多个平台的冲突和其它错误。一个较好的免费调试器——不需要介绍就能用的——是GDB公司推出的方便易用的GNU调试器。GNU调试器可以帮助用户观察程序运行过程中发生的事，或者程序崩溃时刻发生的情况。该软件包含4个主要工具用于帮助诊断问题，包括它在启动时的程序规范、在特定条件下停止、检查它在停止运行时发生的事情以及用于实验和纠正所见缺陷的程序编辑。GDB可以在许多编程语言中使用，包括Ada、C、C++、对象型C和Pascal。它还具有在大多数Linux和Windows平台上运行的优点。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 Cypress Perform的PSoC Creator 3.0 SP1——设计SoC 设计工程的发展方向是什么？全能型芯片。 当今世界到处都是带独立SoC(系统级芯片)的移动设备和SBC，这些SoC允许从CPU到GPU的所有东西集成在单片硅片(或其它材料)上。SoC设计不再局限于具有复杂制造中心的技术型公司，因为技术的发展使得制造商和基于家庭的工程师可以在他们的业余时间设计自己的PSoC。正如你能猜到的那样，在这个领域也有许多免费的软件开发工具，比如Cypress Perform公司的PSoC Creator3.0 SP1，它允许用户设计自己的可编程系统级芯片并进行制造(这部分费用比较高)。这个软件套件含有集成式设计平台所需的所有东西，包括以PSoC 3、PSoC 4和PSoC 5LP系统为中心的硬件/固件应用设计可以使用的PSoC Creator。它还包含PSoC Components，可以让用户拖放虚拟的模拟和数字可定制元件，并用完整的API库满足他们的需要。最近该软件平台推出了一种内置的C源代码编译器/编辑器，与调试工具一起可以清除创建过程中产生的任何有害故障。另外还集成了用于I2C、USB、UART和SPI接口的完整通信库。使用PSoC Creator可以做许多事情，随着更多的制造商、业余爱好者和工程师能够在自己家里舒适地生成自己的SoC，这也许就是未来电路设计的发展方向。随着时间的推移，3D打印机和外包制造变得越来越负担得起，人们因此能够非常方便地生产出他们自己的SoC。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载

这里是根据受欢迎的需求整理出来的另外一批免费工具，工程师和DIYer可以在他们的各种项目中使用这些工具。鉴于经济现状，‘免费’就像黄金一样，这些工具至少值得你没有在上面花费的每一分钱。 我们请求工程师将工具自发添加到我们的原始清单中。在后面几页显示的结果中包括一种替代电子表格(Excel)的极具吸引力的新兴工具，名叫R Project，用于统计运算。工程师们表示，这种工具能够处理很大的数据量，具有更加灵活的图形化功能，因此值得深入学习。工程师们对FreePCB也给予了很高的评价，除了功能形式略有折衷外，它允许用户使用简单的图形界面进行PCB原理图的设计和编辑。 如果遗漏了您最喜爱的免费工具，欢迎补充哦。 用于统计运算的R Project——可替代Excel 首先是RR公司(是Robert Gentleman和Ross Ihaka创建的)的R Project，或简写为‘R’。这是一个可下载的软件环境，主要用于提供统计性的运算和图形。 这个软件提供统计和图形化的技术，包括线性/非线性建模、时间序数分析和经典的统计测试等许多功能。该软件兼容大多数操作系统，可以在基于各种UNIX平台、Windows和MacOS的PC机上运行。R也是一种开源软件，可以让用户随意修改以适合他们的需要，不用担心违法问题。 Sage可在各种数学应用中提供帮助 你被某些数学问题难住过吗？也许你需要用基于CAD模型的计算。不管是什么样的问题，Sage都能帮助到你。该软件使用近100种开源包创建，并统一在一种界面下以方便使用。这种平台可以用于大量数学应用，包括微积分、代数和基础数学。平台还集成有许多先进的‘Doc Brown’应用程序，比如群论、密码学和组合学等等。这种可下载的软件可以通过网络浏览器访问，并在本地连接到你的Sage安装程序，或通过Sage网络服务器访问。界面非常有趣，采用‘笔记本’的形式，允许用户创建自己定制的图形、数学表达式(适合弦论迷)，并且能够根据具体项目增加/删除输入。另外，你能像使用儿时的复古玩具那样创建难以置信的‘旋转图形’艺术品。 用于高级解释性语言数值计算的GNU Octave 另外一个流行的免费数学工具是GNU Octave，主要用于数值计算，比如化学工程和科学计算中需要的那些数值计算。这是一个软件平台，汇聚了大量的设计用于解决数字线性代数问题的工具，深入到非线性方程的‘根基’，并集成了普通函数。有趣的事情不止这些，因为Octave还集成了用于操作多项式和整合常微分与微分代数方程的工具。就像大多数著名的开源软件那样，Octave也可以被用户用包括C、C++和FORTRAN等许多种语言进行修改和再次发布。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 用于嵌入式设计应用的Microchip公司MPLAB开发平台 电路设计是一个很大的市场，其设计实现自从近年越来越流行的单板计算机推出以来已经造就了很大的制造商市场。在微控制器(MCU)市场中电路设计也很流行，它允许客户通过配置系统来适应他们的需要。当然，制造MCU的大多数公司都有自己的免费工具供客户使用，比如Microchip公司的MPLAB开发平台。这种平台包含了从编译器到模拟器和调试器的所有东西，涉及电路的几乎方方面面。一些更加流行的工具包括用于开发微控制器/数字信号控制器(DSC)代码的MPLAB X IDE，用于在线调试的MPLAB ICD 3，以及用于Mircochip Flash DSC和MCU器件的MPLAB REAL ICE模拟器。 Maxim Integrated公司的EE-SIM交互式工具 设计和仿真平台的价格通常非常昂贵，只要看看SolidWorks平台，你就能很快理解其中的原因了。从概念设计参数到计划的材料成本以及中间的任何对象都有相应的工具。那些不能负担这些软件套件费用的人完全可以采用Maxim Integrated公司的EE-SIM设计创建和仿真工具，这些工具的功能就如字面意义一样。该平台允许用户输入他们的设计要求，然后自动产生交互式原理图，再由用户调整个别元件以满足他们的规范要求。一旦他们选好了元件，他们就能开展设计仿真，最终产生容易理解的波形(包括波特图和电压图)。用户甚至还能保存他们的原理图，然后将包含制造商器件型号的这些原理图下载下来。对于一个免费的设计与仿真平台来说EE-SIM给人的印象是非常深刻的。该平台已经帮助我完成了许多繁重的工作。 TI的WEBENCH设计中心——综合性工具 另外一种设计与仿真套件来自TI公司，它集成了各种各样的工具，可以满足你能想象的所有要求。由于有无数的SBC和评估板，因此为它们提供相应的工具也是说得过去的。TI公司的WEBENCH设计中心所加载的软件可以覆盖设计和仿真的方方面面，它会让你的大脑兴奋不已。这些工具包含定制电源、滤波和传感设计所需的所有东西，并且有非常详细而且随时可以修改的原理图。WEBENCH Power Designer的图形用户界面可以清晰地显示从电源要求到想要的LED流明数的所有结果，而且有一个方便的按键让用户根据个人喜好在BOM成本、元件外形尺寸和设计效率之间作出调整。所有TI的设计和仿真工具都通过你选用的网络浏览器运行，项目设计可以在线保存或下载，无论你处于设计过程中的哪个阶段。WEBENCH帮助我在过去完成了一个LED项目，没有它的话这个项目不会这么快完成，也不会做得这么完美。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 iCircuit公司的电路设计器和仿真器可供四处奔走的人使用！ 随着过去几年来移动设备市场中适合四处奔走的工程师使用的应用数量不断增加，电路设计和仿真不再只局限于PC端。EveryCircuit、Circuit Simulator和Electrodroid就是其中一些可供下载的比较流行的免费移动应用。不过就适合几乎任何平台的实时设计和仿真工具而言，iCircuit很快就要拔得头筹。那么为何iCircuit有别于上述其它应用呢？很简单，它即使在设计过程中也一直在运行仿真，只要一加电就像在跟电路玩游戏。该应用据称有30个单元用于电路设计，包括电阻、MOSFET和数字门电路，并且集成了一个方便的万用表，可立即读取电路中任何地方的电流和电压。甚至还有一个内置的示波器用于跟踪多个信号，并观察这些信号值随时间的变化！使用iCircuit的唯一缺点是用户需要带多个CPU内核的新款移动设备，因为该应用很耗资源。这款免费应用可以用于苹果的iPhone和iPad以及基于安卓和Windows的移动设备。 FreePCB——在基于Windows的PC机上运行的免费PCB设计与编辑工具 为何提到免费设计软件就觉得电路应该很有趣？对PCB—以及用于设计和编辑的免费软件工具来说可爱之处在哪里？答案是以FreePCB的形式为例，允许用户使用简单的图形界面进行PCB原理图的设计和编辑。这种界面不会因2D图形本身获什么奖项，但它的‘美丽’之处在于其功能。用户能够设计出铜层数量达16层、最大尺寸达60X60英寸的PCB！好好想象一下，这可是一个5平方英尺的母板啊！该软件套件提供了PCB版图设计所需的所有工具，包括英制和米制功能、Ivex Design International、PCB Matrix和IPC库。FreePCB还提供了封装向导/封装编辑器用于封装设计和编辑、设计规则检查器，以及导入导出PADS-PCB网表的功能。该软件设计在Windows下工作，但可以通过MacPorts应用在使用Virtual Box或Wine的Mac和Linux系统上运行。 GDB：GNU项目调试器——诊断崩溃的软件 所有软件都会崩溃，这是不可避免的，它的发生只是时间问题。为了更好地理解哪里出错，软件工程师和代码编写人员通常会使用调试软件来掌握跨多个平台的冲突和其它错误。一个较好的免费调试器——不需要介绍就能用的——是GDB公司推出的方便易用的GNU调试器。GNU调试器可以帮助用户观察程序运行过程中发生的事，或者程序崩溃时刻发生的情况。该软件包含4个主要工具用于帮助诊断问题，包括它在启动时的程序规范、在特定条件下停止、检查它在停止运行时发生的事情以及用于实验和纠正所见缺陷的程序编辑。GDB可以在许多编程语言中使用，包括Ada、C、C++、对象型C和Pascal。它还具有在大多数Linux和Windows平台上运行的优点。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 Cypress Perform的PSoC Creator 3.0 SP1——设计SoC 设计工程的发展方向是什么？全能型芯片。 当今世界到处都是带独立SoC(系统级芯片)的移动设备和SBC，这些SoC允许从CPU到GPU的所有东西集成在单片硅片(或其它材料)上。SoC设计不再局限于具有复杂制造中心的技术型公司，因为技术的发展使得制造商和基于家庭的工程师可以在他们的业余时间设计自己的PSoC。正如你能猜到的那样，在这个领域也有许多免费的软件开发工具，比如Cypress Perform公司的PSoC Creator3.0 SP1，它允许用户设计自己的可编程系统级芯片并进行制造(这部分费用比较高)。这个软件套件含有集成式设计平台所需的所有东西，包括以PSoC 3、PSoC 4和PSoC 5LP系统为中心的硬件/固件应用设计可以使用的PSoC Creator。它还包含PSoC Components，可以让用户拖放虚拟的模拟和数字可定制元件，并用完整的API库满足他们的需要。最近该软件平台推出了一种内置的C源代码编译器/编辑器，与调试工具一起可以清除创建过程中产生的任何有害故障。另外还集成了用于I2C、USB、UART和SPI接口的完整通信库。使用PSoC Creator可以做许多事情，随着更多的制造商、业余爱好者和工程师能够在自己家里舒适地生成自己的SoC，这也许就是未来电路设计的发展方向。随着时间的推移，3D打印机和外包制造变得越来越负担得起，人们因此能够非常方便地生产出他们自己的SoC。 《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载

最近有位师弟在课程设计方面遇到了点问题，想一想自已当年也是菜鸟一只，课程设计也把自己弄的不知所措，不知道从何下手，所以能帮就帮了。通过这几天与师弟交流发现了一些初学者容易犯的错误。也突然想起了格物致知这个词语。   什么是格物致知 ，所谓格就是推究的意思，致就是求得的意思，整句话的意思就是穷究事物原理，从而获得知识。这句话出自《礼记·大学》：“致知在格物，物格而后知至。”是的只有掌握了事物的本质规律才能很好的驾驭它。然而当初我刚学习电子设计时常常是为了赶时间或是其它原因，总是草草的了解一下原理就开始轰轰烈烈的搞，结果幸运的话问题很少，一调就通过了，但是大部分时候问题一大堆，然后呢就东修一下，西碰一下，问题解决了也不知道为什么，下次设计中可能还会遇到这个问题，于是再东一下西一下的调整。其实中国有句古话哪做“磨刀不误砍柴功”，就像写程序，把思路理清楚了，流程做好了，敲代码可能是最简单的事了。   想一想当年在学校，师兄说学电子有两点必须会，一、会搜集资料；这个网络泛滥的时代，只要你用心找什么都有，套用阿基米德的话：给我一根网线，我可以把原**搞定。当然网上什么乱七八糟的资料都有，一定要学会去伪存真找到精华所在。二、多实践多练习；没错就是多实践多练习，这个不用多论证，纸上谈兵的故事应该早就在民间流传了。   当然当年我菜鸟那样很想多练习，但却不知道怎么搜资料，只是在网上乱搜，而且只看中文资料，现在想想那时真做了好多无用功，芯片资料嘛，当年是要到官方网站上找了，而且上面有好多应用文档，白皮书什么的多读一下，有益处的。在此说一下我那小师弟的事，有一个问题是CD4501，在这个电路中的作用？我没有先回答他，我就让他去网上找一下他资料，我说看了它资料你自然就明白，下面是我与他的对话内容：   懒猫爱飞 13:45:43  首先你要弄清这个芯片是什么，然后才能搞明白它在电路中的作用 懒猫爱飞 13:46:23  它是什么芯片，可以从googl上搜 如下图： 请看图1-2 懒猫爱飞 13:46:26  好的 懒猫爱飞 13:46:44  然后我们可以定位到下图  请看图1-1   懒猫爱飞 13:46:55  那我们就知道他是模拟开关了 懒猫爱飞 13:47:09  是开关当然是起开关作用了 XX★XX 13:47:24  （此处是一个QQ表情，不再上传，真的不会在这里排版-_- 改天好好请教一下网站人员-_-） 懒猫爱飞 13:47:27  然后你就可以看看它的数据手册  详细的了解一下它的功能 懒猫爱飞 13:47:34  再看看这个电路 懒猫爱飞 13:47:45  就会明白它在这个电路里面的作用了 懒猫爱飞 13:48:27  如果你一问我它是什么作用，我马上告诉你，你可能记住这个电路上的作用了，但到下个电路可能它的用法就不一样了 懒猫爱飞 13:48:38  所以我觉得你要学着看芯片的数据手册 懒猫爱飞 13:48:48  最好看英文原版 XX★XX 13:48:47  恩恩 你说的有道理~~ …… 这个跑的有点远了，其实不管做为电子工程师还是其它行业，都应该努力去探寻事物的本质规律。拿我大一时做的一个简单的5V稳压电源做例子，它只有几个小部分，整流、变压、稳压、滤波。只要稍微深入一下，就可以把思路拓展开来，先弄明白为什么要整流，再想一下整流的原理，下一步搭建这个整流电路就易如反掌了。再比如说这个滤波部分，想一下，为什么要滤波，不滤波有什么危害，电容有什么特性，电感有什么特性，等把这些弄清楚，滤波选用什么器件，参数怎么定，我想这些都会明白的。   也许各人有各人的学习方法，但其实还是想说格物致知，掌握事物的规律才能驾驭它，细心工作，深究事物的本质，才能做出优质的电路，才能做个更合格的工程师^_^   最后，祝师弟课程设计顺利通过，并祝他学习更上一层楼。   再吼一下懒猫的口号：   每天进步一点点，开心多一点 ^_^