題:
經驗豐富的EE的設計計算
inbinder
2016-04-05 21:13:34 UTC
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經驗豐富的設計師傾向於進行大量的計算,還是電路的大部分是直觀設計的?我之所以問是因為,似乎設計工程師往往會對您希望在此處的電阻(對於電路的公共部分)具有什麼值上限有所了解。如果是這樣,是因為他們只是在回收設計?對於新手來說,這是令人震驚的。但是,像電子藝術這樣的書似乎鼓勵採用即時進行近似計算的方法。

而當您不得不這樣做時,您只是使用Matlab還是人們以老式的方式使用它?
當灰鬍子“從天而降”提取一個組件值時,通常不是通過計算得出的。也許是純粹的直覺,或者是直覺,或者是非常粗略的經驗估計。很少通過做心理積分。畢竟過去的經驗可能是一個殘酷的老師...
它是經驗(記住過去在類似情況下起作用的值)和認知捷徑(簡化計算以便可以快速生成近似答案)的混合體。認知捷徑就是假裝Pi = 3,以幫助快速計算過濾器組件的值。經驗的一個例子可能是在耳機應用中選擇隔直電容的值。您可能會在所有設計中使用相同的值。您只需要記住它是什麼。
錢幣。這既令人放心又令人難過。我沒有足夠的直覺經驗來真正地即時進行操作,有時會陷入計算的泥潭。或者我只是藉用設計,因為我沒有做以前沒有做過的任何事情。折衷是我那時並不真正了解操作方法和原因。
另一件事是只有太多選擇。如果在數字時鐘線上放置一個串聯電阻,則電阻可能為0、10、22或33歐姆。您可以根據負載電容和上升時間以及建立和保持時間進行計算,也可以只選擇一個值,然後查看示波器上的信號。我更看重一個人的信號類型,這主要是因為無論如何您都必須這樣做(您不能在不驗證選擇的情況下將設計發佈到生產中)。
@inbinder,,您可能學到的東西比您意識到的要多。在某些時候,您將幫助某人解決問題,他們會以感激和驚奇的眼神看著您,您能夠如此輕鬆地幫助您。
五 答案:
Olin Lathrop
2016-04-05 21:51:42 UTC
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我是專業的電氣工程師,通常設計用於批量生產的新電路,並且已經使用了35年以上。

是的,我經常進行計算以確定確切的零件規格。在很多情況下,經驗和直覺足夠好,要求也不夠寬鬆,我只是選擇一個值。不過,請不要將其與隨機值混淆。

例如,對於SPI總線的MISO線上的下拉電阻,我將僅指定100kΩ並用它完成。 10kΩ也可以正常工作,其他人選擇也不會錯。如果我在其他地方使用20kΩ電阻,那麼我可能會在MISO線上指定另一個電阻,以避免在BOM中添加其他零件。關鍵是有時候您有很多迴旋餘地,直覺和經驗也足夠。

另一方面,查看我最新的設計示意圖,我正處於提出這些建議的過程中在現在的第一塊板上,我看到了這樣一種情況:我花了一些時間,不僅指定了零件值,而且還計算了系統其餘部分的差異結果。在三種情況下,兩個電阻用於開關電源的反饋。這是一個像作業一樣的問題:

電源芯片反饋輸入閾值為800 mV±2%。您正在使用該芯片的三個實例來提供12 V,5 V和3.3 V電源。您先前已決定為每個分壓器的底部電阻使用大約10kΩ的電阻。確定每種情況下的滿電阻規格,並確定產生的最小/最大標稱電源電壓。堅持隨時可用的電阻值。如果合適,請使用1%並相應地指定。

這是一個真正的現實世界問題,使用計算器花費了幾分鐘。順便說一下,我確定1%的電阻就足夠了。這實際上是我所期望的,但是無論如何都要進行計算以確保。我還注意到原理圖上每個電源的完整標稱範圍。這不僅在以後參考時很有用,而且還表明已考慮了此問題並完成了計算。一年後,我或其他人將不必懷疑3.3 V電源的容差是多少,然後重新進行計算。

下面是原理圖的片段,展示了這種情況。如上所述:

我剛剛選擇了R2,R4和R6,但是進行了計算以確定R1,R3和R5,以及由此產生的電源標稱範圍。

添加了關於SHx部件(響應評論)

SH部件是我所說的“短褲”。這些只是板上的銅。它們的目的是允許將單個物理網絡分解為軟件中的兩個邏輯網絡,本例中為Eagle。在上述所有三種情況下,SH部件都將開關電源的本地接地連接到整個板級接地層。

開關電源的地線上可能會流過大量電流,並且這些電流可能會流過接地。高頻分量。

大部分電流只是在本地循環。通過使局部接地成為僅在一個位置連接到主接地的單獨的網,這些循環電流將停留在一個小的局部網中,並且不會穿過主接地平面。較小的本地接地網輻射少得多,並且電流不會在主接地中引起偏移。

最終,電源必須從電源中流出並通過地面返回。然而,與開關電源的高頻內部電流相比,該電流的濾波能力要強得多。如果操作正確,則只有開關的良好輸出電流才能使其脫離整個電路的其他部分。

您真的想使本地高頻電流保持在主接地層之外。這樣不僅可以避免這些電流可能引起的接地電壓偏移,而且可以防止主接地變成貼片天線。幸運的是,許多討厭的地面電流也是局部的。這意味著可以通過僅在一個位置上將本地接地網連接到主接地來使它們保持本地狀態。

很好的例子包括旁路帽的接地側與接地帽的接地引腳之間的路徑。 IC正在繞過。這就是您不希望跨主要領域運行的內容。不要僅通過通孔將旁路帽的接地側連接到主接地。通過其自身的走線或本地接地將其連接回IC接地,然後在一個位置將其連接至主接地。

考慮好原理圖上的標稱電壓範圍BTW。
您可以向我們顯示該佈局的摘要嗎?我問是因為SH1 / SH2 / SH3。dc-dc的接地僅與主接地平面相連嗎?
@Bip:另請參見答案。
Dan Mills
2016-04-06 04:34:15 UTC
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我主要從事小批量的商業&工業市場產品,因此在其他地方可能會有所不同。

通常,至少有75%的典型原理圖是工程學的構建基塊,“我需要5V電壓軌在3A,5%負載,我有15V的情況下,設計時幾乎沒有意義,當Ti / Linear / Micrel在其數據表中都具有非常好的設計時,只是選擇一個(通常是選擇沒關係)。我當然可以根據第一條原則進行設計,但是那並不是我能得到的。

同樣的情況也適用於許多其他子系統。

然後是“只需要具有正確的數量級”情況,就CMOS串聯電阻和上拉電阻用於指示燈LED之類的東西。我在這裡的慣常做法是把這些弄清楚,直到在真正重要的那幾個地方看到我需要的價值為止,然後儘可能從這些價值中選擇一些東西。 “打開LED,綠色,12V電源軌電源嗎?好吧,LED會或多或少地降低幾伏特,我可能希望在1-10mA左右的範圍內,所以在K範圍內的任何地方都可以,哦看起來我需要一個3k9電阻作為濾波器,其中一個可以完成。”

真正的訣竅是知道何時“空中手指”猜測不會削減它,通常是類似濾波器,匹配網絡和定時電路,PLL和其他涉及明顯相移的反饋事物很可能是猜測的壞地方。在這樣的地方,您實際上確實需要進行數學運算(通常,matlab / scilab / ads可以完成工作,不需要真正記住除最基本的trig之外的許多標準積分錶)。

實際上,這種情況很少發生(發生時非常好),發生在電子設備與物理相遇並滿足數學要求的地方,請確保發生,進行模擬時的路徑損耗計算,噪聲計算,這樣的東西,但可能只佔設計的10%,其餘通常是小甜餅。

matlab / scilab / ads-這裡的廣告是什麼?
tcrosley
2016-04-05 22:29:26 UTC
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特別是在使用模擬IC時,數據表中通常會有一個或多個建議的應用電路。例如,我目前正在為項目設計 Qi接收器。感應環路中的電容器取決於許多變量,數據表提供了一些公式來確定其值:

enter image description here

因此只需插入數字,在電路板上添麵包並進行試驗即可。

而且,如果數據表對您沒有幫助,請不要忘記閱讀應用筆記(AN文檔)。
Paul
2016-04-05 21:32:23 UTC
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對於模擬設計,我們大部分進行計算。有些事情,例如耦合電容和旁路/濾波電容,我們可能會選擇一個“典型”值,因為它知道它將對應用有效。但是請注意,DC,音頻和無線電電路的“典型值”會有所不同-這是我們必須熟悉的東西。

對於偏置和增益電阻器,我們通常進行計算。因為方程很簡單,所以我手工完成它們。通常,我們想要一個“增益約為10”的電路,因此這些比值很容易在您的腦海中完成,並為電路類型選擇了值(1K vs 1Meg)。

Guill
2016-04-08 09:23:17 UTC
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應用程序所需的準確性指示一個人將要使用的重複使用量,直觀設計和/或正式設計的量。每種的一個示例是:音頻放大器,用於電視的低噪聲放大器和用於射電望遠鏡的超低噪聲放大器。應當清楚的是,您的設計應該“形式/準確”的程度取決於應用程序的“關鍵”程度(以及設計可用的時間和金錢)。



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