电路设计漫谈

做了若干年的电子系统预设。所涉领域有数字通信，数据交换机，模拟电路，芯片预设等等。有些感慨逐渐写出来灌灌水，博大家一笑。

×××××××× 第一回：境界层数 传统的武功都分若干层，仿佛大多是7-9层吧，呵呵。这电路预设的功力也同样，印象中有dx分过4-9层。俺这也不免俗，根据自己的经验把它分成了5层。

第1层：初步入门。做什么都难。大多时间是借鉴前人或能找到的预设。仿造的过程当中来理解电路的架构类型。能拿到一个可直接用的电路很兴奋。经常看些2-3流杂志上的实际例子。做些笔记什么的。经常到场各类会议讲座。预设出来的板子一堆飞线。总是疑惑为啥电路图或者思维规律预设同样，怎么出来的性能总比不上原预设。

第2层：做了几年后有了感觉。了解了电路预设需要遵循的一些实际原则。开始能独立完成一个系统，即使是新的算法或者协议也能实现。预设一个电路有点随心所欲。感觉这电路预设也就那么会事，什么东西只要有时间都能做出来。但细节的思量不周到（细节这个词可能有误导，实在并不像字面儿那样子简略）。做出的东西持久稳定性和可靠性不见得抱负。

第3层：感觉做什么都要慎重。再简略的东西预设好了，成为批量生产的可靠产品都不容易。即使做个分频器也要分析半天。不管大小project都先仔细做architecture spec，都想事前先做仿真。注重步和谐过程的严谨。以一种敬畏的态度对待大大小小的预设项目。

知道了R和D的不同。明白做个项目主要80的部分用20的时间就可完成。而余下的20要花80的时间。当别人说这个项目简略花没完多少时间时，也不愿意与其争论。

第4层 常回过甚来看看以前的教本。比如电磁学上电容的原理。有了些以前不管上课还是应历时没有过的领悟。

注重可反复性预设，实验成果跟仿真的比较。积累仿真与实现一致性的经验。 能准确捉住一个项目的框架结构，主要的和需要仔细分析对待的部分。并能分清哪些可以不用花太多时间和精神。

开始琢磨一些新的协议或者想独自创造点什么。 第5层：只是一个工具和过程,用它来挣钱养家。跟去养猪种菜同样，是谋生或者用来创业的一个手段

开始研究电子管，做点自己喜欢的东西 ××××××××××××××××× 第二回：需要仿真吗，仿真怎么不管用？ 早期预设电路时没有仿真这个概念，尤其是低速数字预设时。并不是这个不重要。感觉到仿真的重要

性是在预设一个3GHz速率的电路时。 大多数情况下，或者初次使用仿真时总是感觉仿真的成果跟最后的实验对不上。尤其在做模拟电路的

仿真时，比如运放等组成的放大电路。这实在不是仿真的疑难题目而是 1）model的准确性 2）对实际电

路的描写。 第一个比较容易理解。一个仿真是否可靠，与使用的model直接相关。你怎么描写电阻？电阻在你眼

里是否就是一个R值？实在电阻是有寄生电感和电容的。电容有lead inductance和shunt resistance

。有做RF的人讲如果不是将每个没用过的电阻电容实验一下，就不敢用它做预设或者用它的标准

model做仿真。 你怎么看待电路图？电路图是否代表了所有预设信息？不似的。电路图只是给你了一个所有集中参数

元件的毗连顺序。大家知道电路的本色是用电场和磁场描写的。而电场和磁场的互动跟带着她们

物体（元器件）的空间相对位置有关。也就是这些元器件的摆放位置，方向，和公用的通路（地，电

源）会对电磁场的行为产生影响。所以一个电路图只是带着了有限的预设信息，至少不是全部！

具体来说，每个信号loop的大小和互动，在公用通路上的相互耦合，电感等元件产生的磁场对其

他电路的影响，大信号（比如控制的输出）对小信号（被检验测定的弱信号）回路的影响，等等都是应该

思量的。有时大家在纠缠数模混合预设是否该分地和怎么分，实在你把每个信号都看成有一个loop，

该loop会影响别人，也会被别人影响，分析起来就清晰多了。地和电源符号的使用往往使预设者纰漏

的这一因素。 一般做仿真会从电路图开始编著仿真的描叙。更有甚者有的人想用自动软件直接从电路图得到spice

的网表。实在电路图并没有告诉你元器件是怎样毗连的，除了告诉你她们的毗连顺序外。电路图上表

示的是一根线，虽然你做仿真时已经思量到了一个trace可以用传道输送线来描写。但在不同频率下介电 常数不是个常量，趋肤效应使得高频下的trace thickness发生了变化。过孔对高频影响最甚，过孔

的model迄今也没个精确的数学模子。过孔中non-functional pad产生的寄生电容，你是否想着

model了？via stub呢？记得几年前公司招一小我私人对他面试，他说起他的博士论文就是研究过孔的model。

所以仿真不是一个简略的事情。专业的公司有专门的modeling和仿真的工程师。做仿真不是学会了用

仿真软件就可以做的。就像比尔盖茨用basic能写出MS来同样。 当你仿真的成果跟最后实验纷歧致时，可以思量一下上面提到的两个疑难题目。有篇文章说，一个简略的

放大电路，在一般人眼里是几个电阻和一个运放器件。在一个有经验的工程师眼中是一个有若干传道输送

线，寄生参数，干扰源，干扰回路，以及非线性的复杂网络。当你看到电路图背后隐含的那些复杂网

络时，做仿真才能对你有帮忙。 另外两点： 1）仿真不能替你预设电路，它只能证验你的预设和你期待的成果是否相符 2）仿真不只是证验工具，它的终极目的是代替大部分实验台的作用 通常的预设流程是预设电路，仿真，实现，实验。当你发现实验成果跟仿真不相符时，你可能接

下就修改电路版上的电路，加点电容拉，去掉噪声了，调整放大倍数拉，使得最后得到你的指标。然

后就去修改电路图，再制版去了。且慢！这时你可能丢掉了一次非常贵重的使你的程度提高到另一层

次的机会！ 正确的做法是实验成果与仿真不相符时，在确认不是制造和实验引起的之后，a）先根 据实际情况调试你的仿真（可能是模子，可能是对实现的描写）使得仿真跟实验在估计的误差以内

b)在仿真平台上调试你的预设，使得达到预期指标的仿真成果 c）根据仿真所做的修改来响应调试实

际电路达到预期的指标。以上3步可能要需要有几个来回。如许最后做到仿真和实际实验一直后，你 就积累了完全描写这个预设的仿真常识库和经验。下次做类似预设时，大大提高了你的一次预设成功

率。最后的目的是达到在工作站上进行预设和调试，而不是在LAB的实验台上。 话是这么说，可有多少人这么做，有多少人相信这么做有价值呢？进度的压力，懒惰的惯性，认识的

深度。。。。。。所以大侠永恒是少量，呵呵。 ××××××××××××××× 第三回：数字与模拟，从事哪一行？ 数字化是成长的趋势。从磁带到CD MP3，从模拟电视机到HDTV，模拟通信到数字通信。电路预设也是同样，越来越多的是数字电路。但大家可能都明白，一是模拟永恒省略没完，因为现实世界的物理量和咱们的感知都是模拟量。所以要完整掌握一个系统的预设，模拟数字都需要。第二点：随之数字化的频率越来越高，所说的的数字信号也要以模拟电路的预设原则来对待。即使是低频数字信号，如果它的变化沿很快，所隐含的高频分量也非常丰富，还是要作为模拟信号来对待。通信协议的第一层都是模拟的技能来实现。

数字预设的第一层次是对系统实现和思维规律的掌握。各类预设要领系统级的如各类总线技能，MCU系统，电源系统，互联系统，时钟处置惩罚，背板等。芯片级的预设如state machine，pipeline，FIFO，Queue等。感觉数字通信中主要是对帧和系统同步等的操作。数字交换机主要的是对memory的操作。办理用memory组成各类table，queue，FIFO，buffer等。

第二层次可能是对算法和协议的理解与实现。这时你可能对思维规律预设已经得心应手了。主要的是在一定的cost下实现某个算法或协议。容易纰漏的可能是可实验性和可诊断性的预设。

初步进入职场的话，数字比较容易点。懂点数字思维规律，MCU的编程就可找到不少的饭碗机会。

感觉做一个及格的模拟预设工程师需要更多的锤炼。并不是说数字预设容易。数字预设可能最后是复杂性，性能与cost的平衡，功耗，算法协议的有效和可靠性等层次的疑难题目。在具体的思维规律层面和实现层面作为预设工程师要么没太多再发挥的余地，要么不需要介入太深（上一回说的simulation的因素不计算在内）。而模拟可能一直得与基本层面的疑难题目交道，比如材料特性，性能的trade-off，电路结构，实现方式，新鲜有效的电路形式，布线等等。跟着半导体工艺的不断前进，对数字预设工程师的影响相对小些。而对模拟预设的影响有时是基本的。迄今你还可以就运放，ADC，PLL等基本器件的实现在IEEE上揭晓论文或去做博士研究。除了严谨的训练外，经验的积累在模拟预设中的作用不容忽视。论坛上有几篇比较好的经验总结的帖子。在这援用一下。

http://eetop.cn/bbs/viewthread.php?tid=168032&page =1#pid2249736 http://eetop.cn/bbs/viewthread.php?tid=140700&page =3#pid1842540 (直接看25楼） 模拟和数字有时也没有一个清晰的分界点。ADC有人就用lousy的analog电路，然后