分享几十篇硬件工程师笔记
以下转自AndrewChu gitee
# 1. 前言
[所有笔记的链接](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design)
所有的文字都是作者一个一个码出来的,花了很多的时间和精力。创作不易,大家要是有Gitee的账号,那就给我点个Star把。
一个优秀的工程师,不是**业务驱动型**,而是**技术驱动型**。这个也是为什么真正优秀的公司都是**面试造火箭,实际拧螺丝**的原因。很多人只会描述自己的业务,自己的项目,但是对于电路深层次的原理则是一无所知。**理论和实践是两条腿走路的**,甚至于理论是远高于实践的。不要只做一个**if else coder**!
# 2. Content
**偏差和噪声**的区别?什么是**容差**?**RS485和CAN收发器**的区别,以及产生的效果?
因为篇幅限制,外加我更想记录自己对一些理论知识的见解,所以有些内容不适合0基础学习。希望大家**少接触快餐知识**,**少被贩卖焦虑**,多沉下心来自己去消化吸收理论知识,最后再和别人的经验进行参照对比。
内容已经分门别类,请直接点击链接:
1. 基本元件:
- 说明:基本元件简单,但是都是基于直流低频的模式下。随着现在电路的工作频率越来越高,元件的寄生参数的作用会越来越明显。
- [Electronic Basics](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/R-C-L-D_notes.md)
- [BJT-MOSFET_notes](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/BJT-MOSFET_notes.md)
2. 电源:
- 说明:一个好的电源是模数电路的基础。但是现在的DCDC IC已经内置了非常多的功能,导致电子工程师对于DCDC的底层原理理解不够,从而把握不住DCDC的设计关键参数,尤其是出现功能性问题和EMC整改的时候是一头雾水。
- [DC-DC-Basics](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/DC-DC-Basics.md)
- [Isolation and EMC tricks](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Isolation_Power.md)
- [ACDC DCDC-Common-mistakes](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/DC-DC-Common-mistake.md)
- [DCDC环路补偿](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Loop_compensation.md)
- [Motor_Driver](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Power_Electronics/Motor_Driver.md)
2. 模拟:
- 说明:纯模拟越来越少,模数混合是趋势。搞不懂OPA和ADC,是做不好模拟信号采集的。基本上所有的参数,都有DC模式和AC模式。
- [Analog-Engineer's-Pocket-Reference-TI](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Analog-Engineer's-Pocket-Reference-TI.md)
- [ADC-PrecisionLABS-TI](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/ADC-PrecisionLABS-TI..md)
- [OPA-PrecisionLABS-TI](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/OPA-PrecisionLABS-TI.md)
- [新概念模拟电路](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Analog-Circuit-compilation-yang_notes.md)
3. EMC:
- [EMC_Brief_notes](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/EMC_Brief_notes.md)
- [产品EMC设计](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Product_EMC_Evaluation.md)
3. 信号完整性:
- 说明:我们在设计低速电路的时候已经有了部分考虑
- [SI](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/SI_notes.md)
3. 仿真:
- 说明:暂时只有用SPICE模型对模拟电路的仿真,如瞬态响应,环路稳定性,噪声分析等。后续会加入HyperLynx的传输线信号完整性仿真的内容。
- [LTspice_notes](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/LTspice_notes.md)
3. 总线:
- 说明:各种总线的原理,是做嵌入式控制板的底层。会用和搞懂搞清楚是两码事。跑通和稳定可靠也是两码事。
- [RS485_notes](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/RS485_notes.md)
- [CAN_notes](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/CAN_notes.md)
- [SPI_IIC_UART_notes](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/SPI_IIC_UART_notes.md)
- [Ethernet PHY](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Ethernet.md)
- `无线总线`
4. 传感器:
- 说明:单纯研究传感器是没有前途的。关键是Sensor+OPA+ADC整个信号链路要了解。不然就会是一头雾水。
- [温度-惠更斯电桥](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Sensor/Temp.md)
- [Hall Effect](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Sensor/Hall_Effect.md)
- [压力](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Sensor/Pressure_Sensor.md)
- [基于CSA的电流检测](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Sensor/Current.md)
- [环境光检测(暂不包含微弱信号检测)](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Sensor/Optical.md)
2. 数字:
- `STM32最小系统设计`
- `Xilinx ZYNQ-7000series design`
4. 软件:
-[C](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Software/C_notes.md)
- [ZYNQ Notes1](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/FPGA/ZYNQ_notes.md)
- [ZYNQ Notes2](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/FPGA/ZYNQ_notes2.md)
- [ZYNQ_PS](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/FPGA/ZYNQ_PS_notes2.md)
- [Matlab入门](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/raw/master/PDF/Matlab入门.pdf)
- `Raspberry_notes`
- `Python_notes`
- `Linux_notes`
4. 数学:
- [线性代数](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Math/Linear_Algebra_notes.md)
- `高等数学`
- `概率论`
- [三角级数,傅里叶变换和拉普拉斯变换](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Math/Fourier_Laplace.md)
4. 英语:[IELTS Preparation](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/IELTS_arrangement.md)
3. 其他书籍:[总结](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Books/Books_Summary.md)
4. Python实用脚本:[总结](https://gitee.com/AndrewChu/hardware-design/blob/master/Script/readme.md)
# 3. 说明
1. **硬件工程师不是抄抄抄,抄以前的设计,抄Datasheet里的Typical Application**。要对硬件的底层,硬件背后的原理有认识。**深入每一个元件的选型和参数**,都要有个specification。
2. 很多电路,我们不得不承认,随便搞搞也能凑合使用。不分析电源的环路稳定性,运放的稳定性,运放和ADC的采样精度,在95%的时候,不会出问题。硬件就会越做越low,陷入内卷。
3. 硬件工程师的吃饭家伙其实很多。叠加定理,KCL,戴维南定理,时间常数,傅里叶变换,波特图,微积分,线性代数,概率论,电磁场和电磁波,C和操作系统。多搞搞吧。和广大苦逼的同胞互勉把。
6. 硬件可以做的不好,但是英语一定要好。**学好英语,是世界上性价比最高的技能**。不得不说,国内的好教材真的太少了。建议大家都去看英文的教材,这个语言转换的时间肯定是值的。就算同样是TI,国内的E2E论坛和培训教材,也是差了英文版的一个档次。
7. 做好硬件,是一门多学科交融的事,只是现在大家都没时间去好好学习一门技能了。现在的硬件,集成度已经越来越高,芯片原厂也越来越简化电子工程师的设计难度。再加上大量的典型设计,参考设计。所以跑通一种芯片门槛很低了。难的是理解芯片原厂为你做了什么,芯片的底层结构是怎么样的,以及怎么样根据我们的应用去优化一些参数,无论是出于特殊场景的稳定性考虑还是降成本的功能裁剪。
# 4. 基本功
1. 基本元件:
1. R C L的类型,容差,非理想参数,非理想的效应。
2. BJT。先把电路用对。工作点分析,小信号分析。损耗分析
3. MOSFET。先把参数理解对。米勒效应,开关损耗,导通损耗。
2. 电源:
1. 电源的基本拓扑,BUCK BOOST FLYBACK
2. 电源的输入电容,输出电容,电感,MOSFET的选型
3. 电源layout的关键点,电压突变和电流突变的环路
4. 电源的环路稳定性分析,补偿的方式。环路稳定性的测试
5. 纹波测量,噪声测量,line regulation 和 load regulation
1. 运放:
1. 容差分析和非理想参数的理解
2. 噪声分析和计算
2. 环路稳定性分析,补偿的方式。环路稳定性测试
2. 放大电路
2. 滤波电路
1. SK和MFB设计高阶滤波器
2. 巴特沃斯,切比雪夫,贝塞尔的区别
1. 电流检测
1. ADC:
1. 理解ADC的采样和保持,对Vin和Vref的影响
2. ADC的类型和原理
2. 理解容差分析和非理想参数
2. 量化噪声,和前端OPA引入的噪声
3. OPA和ADC接口电路的设计
4. Vref的需求,和对应的设计。
5. 带宽限制和抗混叠
1. EMC:
1. 理解麦克斯韦方程组
2. 理解偶极子天线和环形天线的辐射模式
3. 理解电场辐射和磁场辐射。了解远场和近场
2. 理解测试项和测试标准
2. 理解LISN或者AN的测试原理
3. 理解共模电流的环路
4. 理解常见的干扰源
5. 理解常用的整改方式
1. 信号完整性:
1. 对自己,对别人,对空间
2. 总线和原理:
1. 不是简单的一个发数据一个接受到数据就万事大吉了。要理解PHY的底层。
2. RS485
2. CAN:
3. SPI
4. IIC
3. USB
4. Ethernet
2. 操作系统
1. Linux是未来。先会使用Linux,然后再看看内核,自己做驱动吧。
# 5. 声明
- 欢迎阅读我关于硬件系统的一些理解。有问题可以留言。
- 也欢迎大家转载,但是转载请注明来源和作者。
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