经验丰富的EE的设计计算

经验丰富的设计师倾向于进行大量的计算还是电路的大部分是直观设计的？我之所以问是因为，似乎设计工程师往往会对您想要在电路的公共部分使用的阻值上限有所了解。如果是这样，是因为他们只是在回收设计？对于新手来说，这是令人震惊的。但是，像电子艺术这样的书似乎鼓励采用即时进行近似计算的方法。

我是一名专业的电气工程师，经常设计用于批量生产的新电路，并且已经使用了35年以上。

是的，我经常进行计算以确定确切的零件规格。在很多情况下，经验和直觉足够好，要求也不够宽松，我只是选择一个值。不过，不要将其与随机值混淆。

例如，对于SPI总线的MISO线上的下拉电阻，我将仅指定100kΩ并用它完成。10kΩ也可以正常工作，而其他人选择也不会错。如果我在其他地方使用20kΩ电阻，那么我可能会在MISO线上指定另一个电阻，以避免在BOM上添加其他零件。关键是有时候您有很多回旋余地，直觉和经验也足够好。

另一方面，查看我最新设计的示意图（我现在正在提出第一块电路板的过程中），我发现我花了一些时间，不仅花了一些时间指定零件值，还计算了方差结果在系统的其余部分上。在三种情况下，两个电阻用于开关电源的反馈。这是像作业一样的问题：

电源芯片反馈输入阈值为800 mV±2％。您正在使用该芯片的三个实例来提供12 V，5 V和3.3 V电源。您先前已决定为每个分压器的底部电阻使用大约10kΩ的电阻。确定每种情况下的满电阻规格，并确定产生的最小/最大标称电源电压。坚持随时可用的电阻值。如果合适，请使用1％，并相应地指定规格。

那是一个真正的现实世界问题，用计算器花了几分钟。顺便说一下，我确定1％的电阻就足够了。这实际上是我所期望的，但是无论如何都要进行计算以确保。我还注意到原理图上每个电源的完整标称范围。这不仅在以后参考时很有用，而且还表明已考虑了此问题并完成了计算。一年后，我或其他人将不必怀疑3.3 V电源的容差是多少，然后重新进行计算。

这是显示上述情况的示意图的摘录：

我只是选择了R2，R4和R6，但是进行了计算以确定R1，R3和R5以及由此产生的电源标称范围。

添加了有关SHx的部分（回复评论）

SH部分就是我所说的“短裤”。这些只是板上的铜。它们的目的是允许将单个物理网络分解为软件中的两个逻辑网络，本例中为Eagle。在上述所有三种情况下，SH部件都将开关电源的本地接地连接到整个板级接地平面。

开关电源的地线上可能有大量电流，而这些电流可能具有高频分量。

大部分电流只是在当地流通。通过使局部接地成为仅在一个位置连接到主接地的独立网络，这些循环电流将停留在一个小的局部网络中，并且不会穿过主接地平面。较小的本地接地网辐射少得多，并且电流不会在主接地中引起偏移。

最终，电源必须从电源中流出并通过地面返回。然而，与开关电源的高频内部电流相比，该电流的滤波能力要强得多。如果操作正确，则只有开关的良好输出电流才能使其脱离整个电路的其他部分。

您确实要使本地高频电流远离主接地层。这样不仅可以避免这些电流可能引起的接地电压偏移，而且可以防止主接地变成贴片天线。幸运的是，许多讨厌的地面电流也是局部的。这意味着可以通过仅在一个位置将本地接地网连接到主地面来保持本地状态。

很好的例子包括旁路电容的接地侧与要旁路的IC的接地引脚之间的路径。这就是您不希望跨主要领域运行的内容。不要仅通过通孔将旁路帽的接地侧连接到主接地。通过其自身的走线或本地接地将其连接回IC接地，然后在一个位置将其连接至主接地。

我主要从事小批量的商业和工业市场产品，因此在其他地方可能有所不同。

通常，至少有75％的典型原理图是工程学中的“构建块”，“我需要3A的5V电压，5％的电压，15V的电压”，在设计Ti / Linear / Micrel时几乎没有意义所有人的数据表中都有非常好的设计，这只是选择一个的情况（而且选择通常没有多大关系）。我当然可以根据第一条原则进行设计，但这并不是我所能得到的。

同样的事情适用于许多其他子系统。

然后是“它只需要具有正确的数量级”的情况，就CMOS向上和向下拉，指示器LED的串联电阻，诸如此类。我在这里的惯常做法是把这些弄清楚，直到我发现在那几个真正重要的地方需要什么价值，然后尽可能从这些价值中选择一些东西。“打开LED，绿色，12V电源轨电源吗？好吧，LED会或多或少地降低几伏特，我可能希望在1-10mA左右的范围内，所以在K范围内的任何地方都可以，哦看起来我需要一个3k9电阻作为滤波器，其中一个可以完成。”

真正的诀窍是知道何时“手指悬空”的猜测将不会消失，通常像滤波器，匹配网络和定时电路，pll以及其他涉及明显相移的反馈之类的东西很可能是猜测的坏地方。在这样的地方，您实际上确实需要进行数学运算（通常，matlab / scilab / ads可以完成工作，不需要真正记住除最基本的trig之外的许多标准积分表）。

实际上，很少会（发生时非常好）发生在电子设备与物理相遇且满足数学的地方，请确保发生，进行模拟时的路径损耗计算，噪声计算，诸如此类，但是大概是设计的10％，其余通常是小甜饼。

特别是在使用模拟IC时，数据表中通常会建议一个或多个建议的应用电路。例如，我目前正在为一个项目设计Qi接收器。电感环路中的电容器取决于许多变量，数据表提供了一些公式来确定其值：

因此，只需插入数字，在电路板上做面包并进行试验即可。

对于模拟设计，我们大部分进行计算。有些事情，例如耦合电容和旁路/滤波电容，我们可能会选择一个“典型”值，因为它知道它将对应用有效。但是请注意，DC，音频和无线电电路的“典型”将有所不同-这是我们必须熟悉的东西。

对于偏置和增益电阻器，我们通常进行计算。因为方程很简单，所以我手工完成它们。通常，我们想要一个“增益约为10”的电路，因此这些比值很容易在您的脑海中完成，并且为电路类型选择了值（1K vs 1Meg）。

应用程序要求的准确性决定了将要使用的重用量，直观的设计和/或正式的设计。每种的一个示例是：音频放大器，用于电视的低噪声放大器和用于射电望远镜的超低噪声放大器。应当清楚的是，您的设计应该“形式/准确”的程度取决于应用程序的“关键”程度（以及设计可用的时间和金钱）。