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在电路设计过程中，应用工程师往往会忽视印刷电路板(PCB)的布局。通常遇到的问题是，电路的原理图是正确的，但并不起作用，或仅以低性能运行。在本文中，我将向您介绍如何正确地布设运算放大器的电路板以确保其功能、性能和稳健性。

最近，我与一名实习生在利用增益为2V/V、负荷为10kΩ、电源电压为+/-15V的非反相配置OPA191运算放大器进行设计。图1所示为该设计的原理图。

以最常用的共发射极电路（如图）为例，当输出电压Vout=Vc时，三极管处于截止状态，当输出电压Vout=0.3~0.5V（硅管）时，三极管处于饱和状态，当输出电压Vout处于上述两种情况之间时，三极管处于放大状态。

BJT的开关工作原理：

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<strong>在做电路设计中三极管和MOS管做开关用时候有什么区别工作性质：</strong>

1.三极管用电流控制，MOS管属于电压控制。

2、成本问题：三极管便宜，MOS管贵。

3、功耗问题：三极管损耗大。

4、驱动能力：MOS管常用来电源开关，以及大电流地方开关电路。

实际上就是三极管比较便宜，用起来方便，常用在数字电路开关控制。

MOS管用于高频高速电路，大电流场合，以及对基极或漏极控制电流比较敏感的地方。

一般来说低成本场合，普通应用的先考虑用三极管，不行的话考虑MOS管。

<strong>一、抢占优先级和响应优先级</strong>

STM32 的中断向量具有两个属性，一个为抢占属性，另一个为响应属性，其属性编号越小，表明它的优先级别越高。

在实际项目中，我们基本都用增强型mos管，分为N沟道和P沟道两种。

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在实际的项目中单层或2层的PCB比例越来越少，主要原因是现在产品的集成度越来越高、速度越来越快，无论是因为板卡的空间有限、还是因为用到的芯片的管脚密度高、亦或是高速的电路需要保证其信号完整性等，4层以上的板子的设计成了硬件工程师一定会遇到的需求，因此本期的摩尔吧视频课程就大致梳理了一下多层板的一些设计要点，比较基础，适合初学者参考，如果要深入了解，需要在实际的项目中结合电磁场理论深入思考。

电源工程师们都知道开关MOS在整个电源系统里面的损耗占比是不小的，开关mos的的损耗我们谈及最多的就是开通损耗和关断损耗，由于这两个损耗不像导通损耗或驱动损耗一样那么直观，所有有部分人对于它计算还有些迷茫。

我们今天以反激CCM模式的开通损耗和关断损耗来把公式推导一番，希望能够给各位有所启发。

我们知道这个损耗是由于开通或者关断的那一个极短的时刻有电压和电流的交叉而引起的交越损耗，所以我们先得把交越波形得画出来，然后根据波形来一步步推导它的计算公式。

<strong>最恶劣情况的分析</strong>

我们一起来看图

首先，介绍下原理。下图为主控芯片和流水灯模块的原理图。流水灯模块接在单片机的P1口，由原理图可以知道，在P1口给一个低电平即可点亮LED灯。相反，如果要LED灯熄灭，就要把P1口的电平变为高电平即可。要实现流水灯功能，我们只要将LED1～LED8依次点亮、熄灭，依始类推，8只LED变会一亮一暗的做流水灯了。
       

对于很多工程师来说开关电源PFC电感的计算比较懵，今天我对临界模式下的PFC做了一下简单的推导，我觉得比反激正激变压器要更好更容易计算，也更好理解。

好了我们一起进入正题

我们要计算就得找切入点，我们都知道升压PFC我们计算都是在最低输入交流电压下，电压波峰时来计算。

我们为什么找这个点？因为这个点是最特殊的，最方便计算的，因为它在这个时候刚好是频率最低的地方也就是，也是我们最容易饱和的地方。

1、在这个点（最低输入电压波峰处）计算既有特殊性（频率最低）容易计算。

2、在这个点（最低输入电压波峰处）又是磁芯的磁通密度最大的时候这样算出来能保证整个范围不饱和。

对于第二点我们很好理解，请看下图，以及下面的图和公式一起分析。

<strong><font color="#FF0000">作者：子慕云 知乎</font> </strong>

电源在为负载提供能量的同时也在燃烧自己，在电源设计时大家会很仔细的去分析负载的需求，但是容易忽略电源芯片或者其外围器件的热耗，对电源热耗的评估的目的是为了保证电源始终工作在一个安全的状态（不会被热保护或者烧毁）。评估热耗的第一步工作是计算电源方案的耗散功率（被损耗掉的功率），评估耗散功率有两种方法，黑盒和白盒。

<strong>一、黑盒方式评估电源的耗散功率</strong>

电源芯片及外围的器件的热耗占电源的输入总功率的比例就是电源的效率，所以我们可以从电源的效率反推得到电源的耗散功率，如图1.1。

记得是从刚刚学模电的时候开始，每次看到一个运放电路，就会想，如果把这个电路的同相输入端和反向输入端换一下，那么电路的传输特性会变成什么样子呢？

很可惜的是，不论是教材，还是参考书，都不会讲这种例子。

教材最典型的格式是，给出一个运放电路，分析其工作情况，然后给出结论，完毕。

其实如果能多写一点发散思维的内容，运放将会变得更容易理解。

今天看到一个音色调节电路，核心原理是最基本的反相放大器，于是我又想起了互换输入端的事情了。正好有点时间，拿multisim仿真了一下，把结果写在这里。

1.MCU有串口外设的话，在加上电平转换芯片，如MAX232,SP3485就是RS232和RS485接口了。

2.RS485采用差分信号负逻辑，+2~+6V表示0，-6~-2表示1。有两线制和四线制两种接线，四线制是全双工通讯方式，两线制是半双工通讯方式。在RS485一般采用主从通讯方式，即一个主机带多个从机。

3.Modbus是一种协议标准，可以支持多种电气接口，如RS232，RS485，也可以在各种介质上传输，如双绞线，光纤，无线。

4.很多MCU的串口都开始自带FIFO，收发FIFO主要是为了解决串口收发中断过于频繁而导致CPU的效率不高的问题。如果没有FIFO，则没收发一个数据都要中断处理一次，有了FIFO，可以在连续收发若干个数据（根据FIFO的深度而定）后才产生一次中断去处理数据，大大提高效率。

在做射频的时候，选择电感电容时特别关注他们的Q值，那什么是Q值呢？Q值是什么意思，它为什么重要？

品质因数Q：表征一个储能器件(如电感线圈、电容等)、谐振电路所储能量同每周损耗能量之比的一种质量指标。元件的Q值愈大,用该元件组成的电路或网络的选择性愈佳。

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<strong>PCB布线总的原则</strong>

最短路径和减少干扰

PCB布线的总的流程大致如下：

1、了解制造厂商的制造规范-线宽，线间距，过孔要求及层数要求；

2、确定层数并定义各层的功能；

3、设计布线规则-线宽，线间距，过孔大小等；

4、定义不同NET的走线宽度；

5、关键信号走线-电源，时钟，音频，差分，敏感的模拟信号等；

6、其他信号线走线；

7、铺地或铺电源（如有不同的地或电源，还要分割电源和地）；

8、DRC检查；

9、对照原理图上连线高亮检查；

10、针对所有丝印进行调整和检查。

<strong><font color="#FF0000">作者：张阳，电子科技大学-微电子与固体电子学院。</font> </strong>

低通跨阻滤波器是零中频接收机中一个核心模块，主要作用是将前级电路的直流小信号电流信号放大以及转换为电压信号，从而供后级电路处理。基于噪声的考虑，接收机一般采用无源混频器，原因在于无源混频器不存在直流电流，它本身的噪声对整个系统的贡献可以忽略不计。

但是，这也使得低通跨阻滤波器必须具有更好的低频噪声性能，运放在低频段的噪声主要是1/f噪声。如图1(a)所示，其中R1=R2，R3=R4。R1与R2为跨阻滤波器输入端等效电阻，跨阻滤波器增益与电阻R3、R4的阻值相等。因为我们需要检测微弱信号，R3、R4阻值相对较大。

1.在实际工作中，常用Ib*β=V/R作为判断临界饱和的条件。根据Ib*β=V/R算出的Ib值，只是使晶体管进入了初始饱和状态，实际上应该取该值的数倍以上，才能达到真正的饱和；倍数越大，饱和程度就越深。

2.集电极电阻 越大越容易饱和；

3.饱和区的现象就是：二个PN结均正偏，IC不受IB之控制

<strong>问题：基极电流达到多少时三极管饱和？</strong>

解答：这个值应该是不固定的，它和集电极负载、β值有关，估算是这样的：假定负载电阻是1K，VCC是5V，饱和时电阻通过电流最大也就是5mA，用除以该管子的β值（假定β=100）5/100=0.05mA=50μA，那么基极电流大于50μA就可以饱和。

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如上图以最常见的反激电源为例

只要实际测试过开关电源原边电感电流波形的工程师，都看到过图中的这样一个波形，电流线性上升之前会冒出一个尖峰电流，并且有个时候甚至比正常的峰值电流还要高。

只要是搞电的人都知道，电容上通电时电流比电压要超前90°，而电感上通电时电压比电流超前90°。对于电感电流的相位关系如下图，电容的也就类似了。

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这里以串口作为传输媒介，介绍下怎样来发送接收一个完整的数据包。过程涉及到封包与解包。设计一个良好的包传输机制很有利于数据传输的稳定性以及正确性。串口只是一种传输媒介，这种包机制同时也可以用于SPI,I2C的总线下的数据传输。在单片机通信系统（多机通信以及PC与单片机通信）中是很常见的问题。

<strong>一、根据帧头帧尾或者帧长检测一个数据帧</strong>

<strong>1、帧头+数据+校验+帧尾</strong>

这是一个典型的方案，但是对帧头与帧尾在设计的时候都要注意，也就是说帧头、帧尾不能在所传输的数据域中出现，一旦出现可能就被误判。如果用中断来接收的话，程序基本可以这么实现：

对于单片机程序来说，大家都不陌生，但是真正使用架构，考虑架构的恐怕并不多，随着程序开发的不断增多，本人觉得架构是非常必要的。前不就发帖与大家一起讨论了一下怎样架构你的单片机程序，发现真正使用架构的并不都，而且这类书籍基本没有。

本人经过摸索实验并总结，大致应用程序的架构有三种：

1. 简单的前后台顺序执行程序，这类写法是大多数人使用的方法，不需用思考程序的具体架构，直接通过执行顺序编写应用程序即可。

2. 时间片轮询法，此方法是介于顺序执行与操作系统之间的一种方法。

3. 操作系统，此法应该是应用程序编写的最高境界。

下面就分别谈谈这三种方法的利弊和适应范围等。

<strong>1. 前后台顺序执行法</strong>