● 概述/Overview

课程背景

自2010年来开设此课程以来，本课程一直由RandyWang老师主讲，Randy接触过数百家不同类型的企业、研究所，帮助这些单位解决过大量工程设计中的问题。以上独特的经历，使Randy的课程非常贴近工程实践，完全做到了课程中的每个案

例都来自于工作中的问题，每个技术要点都正中电路设计和故障调试的靶心。因此Randy的课程以实战性、实用性、能真正解决工程实际问题、能真正帮助工程师提升设计水平而广受好评。

● 活动纲要/Outline

一、高级调试技巧---调试复杂的、难以复现的电路故障

1、疑难问题1---长时间难以复现的故障（比如几天才发生一次错误）的解决方法

2、疑难问题2---只在高温或低温下才发生的故障的解决方法

3、疑难问题3---故障现象完全无法复现的问题的解决方法

4、疑难问题4---只在客户环境下发生，拿回公司实验室无法复现的故障---原因分析与故障复现方法

5、疑难问题5---如何查找电路板上的短路故障点

二、电路设计中的接地

（一）本章节针对以下工作中的实际问题和困惑：

1、正确的接地，能解决接近50%的电路调试中可能遇到的问题。

2、但不正确的接地，不仅无法带来好处，电路板还会出现很多故障，更为严重的是，这类故障，往往隐藏得很深，难以定位，解决问题的成本也很高。

（二）本章基于大量设计、调试中的案例，立足工程实践的实用性，将透彻地分析在电路设计中，与接地相关的实用设计要点、潜在的设计陷阱等。使设计者**课程，能深刻地理解接地，正确地决定接地策略，有效地实现完美的接地设计。

1、几个与接地相关的案例---认识不正确的接地带来的问题

2、接地的设计思想、工程师很容易犯的错误

3、电路设计中“地”的分类，以及各类“地”的详细解析

4、和安全接地相关的几个问题---透彻理解设备级别的接地

5、不同的地之间短接时，设计要领、关键要点和案例分析

6、采用屏蔽电缆做数据传输时，屏蔽层处理的方案

案例分析:屏蔽电缆，处理得不好，还不如非屏蔽电缆

7、PCB设计中的地分割的处理，若干项重要的技术要点与实例分析

8、模拟地、数字地，在设计中的处理，及实例分析

9、测试中的接地处理:常见故障、解决措施与案例分析---3个具体的技术要点与案例分析

10、测试、设计中“浮地”的常见问题分析、处理技巧、案例分析

三、电路测试方法

（一）本章节帮助企业、硬件工程师解决以下问题：

1、对公司的收益：本章列举了大量实际测试工作中错误操作的案例，包括仪器损坏、测试出错，甚至造成安全方面的危险。**实际案例，让学员明确如何避免这些问题，依此，公司可以节省大量测试方面的成本。

2、对硬件工程师、测试工程师的收益：本章介绍了大量的实用测试方法，并详细分析了如何基于测试结果，确定调试方向，帮助工程师们提升测试、调试的效率。

（二）章节内容：

1、测试出错给公司、产品带来的严重损失

2、工程师如何**测试的过程，提升电路设计的能力、积累电路设计的“感觉” --- 3个具体实例

3、使用电源设备为被测系统供电时，常见问题与解决方法

4、万用表、示波器、频率计、频谱仪---如何选用?

5、实践经验---快速而有效地定位噪声问题

6、有用而容易被忽略的一项重要的示波器的功能（应用实例）

----利用该方法，可以巧妙地解决很多复杂的电路故障问题

7、测量小信号、微弱信号的技巧

8、电源纹波、噪声的实用测试方法与故障定位技巧

9、工程实践经验---信号质量和信号时序的测试技巧（3个综合实例）

10、工程实践经验---示波器应用中的好方法（4个实用技巧）

11、工程实践经验分享---12个实用测试技巧

（三）以下列举其中一些将在本节中讨论的技术要点：

技巧1：设置不对，造成调试的大方向出错

技巧5：工程实践中提高测试效率的方法

技巧6：经费有限的公司，如何快速定位EMC问题

技巧8：烂波形不一定有真问题，好波形不一定没问题，如何**观察波形来找问题

技巧9：测试电流的几种实用方法

四、滤波、降噪电路的设计

（一）面对噪声问题，工程师经常遇到的问题是：

1、电感感值增大一点、电容增大一点，噪声没什么变化（或者反而增大了）

2、给原电路增加一套滤波电路，结果噪声不仅没有减小，反而增大了。

3、为什么这个滤波电路，在别人的设计中运行很好，在我的设计中则没有达到效果

4、电路板上有一个滤波电路，实验室测试跑的很好，但客户那边偶尔出现一次噪声突然变大导致的故障，这是怎么发生的用电感好，还是磁珠好，它们有什么区别

5、如何定量计算滤波电路的电感、磁珠、电容等元件的参数值

6、类似于以下这类问题，怎么分析?（例如，某信号线上传输的信号**高频率为10MHz，测试发现，这根信号线上有40MHz的干扰，需要对其抑制30dB，就能满足EMC要求。如何设计滤波电路?）

（二）本章节要解决的问题：

1、对以上所有疑问进行释疑

2、面对噪声问题，滤波策略如何确定

3、滤波电路应该如何设计和定量计算？

（三）**这个章节，从原理上，从工程实践上，帮助工程师彻底搞清楚如何利用电感、磁珠、电容正确地搭配滤波电路。

1、常见电路噪声问题与解决思路

2、与滤波电路相关的案例分析:滤波电路为什么没有起到效果---故障分析、调试思路与步骤解析

3、如何基于设计要求，选择合适的滤波电路架构

4、透彻理解与掌握:滤波电路基本元件的分析与参数值获取、设计关键要点

5、如何实现滤波电路的滤波效果---计算方法、滤波效果的优化技巧

6、工程实践经验分享:分析滤波电路效果的简便方法

7、设计方法落地到工程实践:课堂实例演练---如何提取芯片对滤波的要求，并设计出符合要求的滤波电路

**2个实例，帮助工程师掌握如何提取对滤波电路的要求，并根据该要求，实现滤波元件(磁珠电感、电容等)的选型、计算、优化。

8、滤波电路设计中，何时应该采用电阻来替代磁珠或电感？

9、当磁珠用于滤波---需特别注意的要点与选型方法

10、如何根据特定的滤波需求，确定滤波电路的阶数和工程实现方式

五、电源电路工作原理与常见故障的调试

（一）本章的内容：

该章节是Randy针对多年工作中、培训过程中、以及为企业/研究所解决的实际问题中，所遇到的各种DC/DC电源故障，提取出来的经验精华，该章节的案例和调试要点，基本囊括了板内电源电路绝大多数可能发生的故障。本章节针对这些故障，逐一分析了解决思路。

（二）本章的目的：

1、**对这些故障的逐一分析，帮助工程师掌握，在设计中有哪些地方需要特别注意，在调试中可以在哪些方向寻找突破口。

2、帮助企业降低设计故障导致的延期成本。

3、DC/DC开关电源电路的基本工作原理

4、电源电路调试案例与实用技巧

（三）LDO线性电源：四个容易出现故障的环节以及解决方案

1、开关电源中MOSFET相关故障案例解析与解决方案

2、开关电源中电容相关故障案例分析与解决方案

3、开关电源中电感相关故障案例分析与解决方案

4、开关电源纹波产生的原因、波形分析、频谱特性、解决方案

5、开关电源高频噪声产生的原因、波形分析、频谱特性、解决方案

6、开关电源容易产生EMI问题的几个环节:案例分析与解决方案

7、开关电源上电存在的电压振荡、电流冲击:案例分析与解决方案

8、开关电源下电存在的问题:案例分析与解决方案

9、开关电源啸叫的原理性分析，以及业界常见解决方案

六、高质量、高效率原理图的设计方法

（一）本章节针对以下工作中的实际问题和困惑：

1、技术主管们经常有一些苦恼，产生于团队中工程师的原理图设计质量的问题；

2、可读性不好的原理图，在团队内做设计评审、技术交流时，会出现障碍；

3、无法基于原理图实现技术传承、技术积累；

4、有时甚至由于画原理图的不良习惯，导致产品故障。

（二）本章节将介绍规范化、高质量原理图设计的实用方法。

1、原理图导致的产品严重故障---为何不能忽略原理图设计的规范性

---几个工程实践中的案例与教训

2、在原理图设计中，硬件工程师应培养的一些好习惯及经验分享---22项提高原理图质量的方法

本节以一份非常优质的原理图为例，分享了多个提高原理图质量的可行方法，有助于帮助硬件工程师养成制作高效、易读原理图的好习惯。

七、工程设计实例分析

2017年以来，王老师一年评审的设计达到40个以上，领导的关键故障调试将近30个。

（一）本章是课程内容的升华。在本章节，将详细介绍，王老师在设计评审、故障联调过程中，发现的设计缺陷，以及修改方法。

本章采用彩色打印的讲义，以产品的具体设计为例，从原理图到PCB，进行实例分析。对设计的每个典型部分，分析设计中做得好的、做得不足的部分(以及如何修改)，使得工程师**本章学习，能加深体会设计要领，并形象地理解，如何规避在设计中的错误。

（二）本章基于实例，会讨论到的内容举例如下（每个内容，都会介绍设计得好的实例及其设计得好的原因，和设计得不好的实例及其设计得不好的原因、修改方法，帮助工程师知其然，并且从原理上知其所以然，以便举一反三，对工程设计起到直接的、实质的帮助）：

1、CPU滤波电路的设计，以及电容的摆放方式。

2、电源电路的设计

3、时钟电路的设计

4、音频等模拟电路信号走线的设计

5、模拟和数字混合电路的设计

6、USB、HDMI、PCIE等高速差分对的设计

7、网口及其保护电路的设计

8、PCB设计中走线跨分割的处理

9、信号线旁边伴随地线的处理

10、一个发送端，多个接收端，在这种情况下，信号的走线方式和端接方式等等

八、硬件工程师的四项基本素质与软硬件协同工作的能力

1、硬件工程师的四项基本素质

1.1 分析对企业至关重要的，所有硬件工程师都必须重点发展的四项基本素质。

1.2 以Randy实际工作中遇到的若干案例，帮助硬件工程师理解：

（1）硬件工程师的疏忽，严重情况下，会给公司带来怎样的灾难。

（2）为什么这四项基本素质对企业和个人发展至关重要。

（3）如何提升这四项素质。

2、软硬件协同工作需注意的若干要点