电路设计研发流程合集

一届流寇

电路设计研发流程：

1. Concept design-解决这个项目是做什么，做成以后达到什么效果。
2. Feasibility: 可行性阶段，解决这个项目由我们所掌握的资源和技术积累是否可能做出来，是否有跟数理公理定律相违反的情况。
3 . Design: 就是题主说的“设计”也就是在明确知道这个功能可以实现的基础上用各种手段创造出我们想要的设计图纸。
4. Implementation: 通过公司内部或者外部的资源把设计实体化。
5. Verification: 包括电路具体功能的测试和debug。
6. Validation: 将现有模块放入更高一级对象的环境下进行考察和测试。

在不深入到具体的技术细节之前我想先谈一下所谓的engineering sense。这个是国内高校老师很少涉及到的内容。
什么是engineering sense：在时间，人力，资源，目标，所在团体的技术储备这些多方面的限制条件下，合理地进行取舍的能力。做设计，并不是在解决“可不可能实现”的问题，这一问题应该在concept design和feasiblity已经解决了。做设计解决的是“在我拥有的条件下如何实现”的问题。
所以从这个角度上来说，不具备engineering sense,做任何工程设计都是困难的。

2:如何习得和锻炼自己的工程直觉
对一个尚未入行的在读学生来说，比修炼工程直觉更重要的事情是习得本行业最基础的一些概念跟技能。对一个没有摸透奈奎斯特采样定理，对傅立叶变换也缺乏直觉的新人来说，他自然是无法从工作中接触到的数模混合电路中习得前人高妙的设计理念的。所以我在面试新人的时候，更多的会注重对原理的理解，数理基础这些方面进行考察确认其属于可造之材。

对于已经在以前的学习掌握了基本理论的入门者来说，如何习得工程直觉。面临着想要达到的一个设计目标，可以采用的设计方案可以有千千万万，不同路径之间的试错次数和迭代次数不可同日而语。这就要求入门者要对“可为”和“不可为”逐渐建立自己的判断。并将这个判断逐渐运用于之后的设计之中。关于这个话题想说的太多，恐怕影响回答可读性和问题相关性，恕不赘述。

3. 拥有工程直觉和一定程度的知识积累，设计不难。
在懂得如何利用已有资源，合理取舍，并且对电路相关的数理基础有概念的情况下，设计并不是一件难事。后期对设计的实现和验证可能会有难易的差别，但不会出现所说的感觉无法入门无法可想的挠头感。

4. 设计的质量提高，深不见底，可一生追求。
从这个角度上来说任何工程设计都是难的。因为你可以有无限的提高空间。但这也是一个行业值得坚持的原因之一。倘若干了三五年便没有任何提高空间了，那意味着从业者互相之间的可置换性很强，在人力市场中议价能力极弱。而电路设计方面之广，深度之深，完全可以作为一生的职业道路。

我把设计分成两类。一类是功能可行性设计。使用理想电子元器件，通过仿真或者计算，能够实现主要的基本功能。另一类是实用性设计。这类设计运用在产品上，有很多需要考虑的因素。至于设计的难度，我自己认为是实用性设计大于可行性设计，高速电路大于低速电路，高频电路大于低频电路，模拟电路（包括射频电路）大于数字电路。

如果是需要自主进行功能性可行性设计，至少需要熟悉电子元器件的使用和基本的拓扑结构。这也是能看懂电路的基本要求。下面就以网上找的一个简单手机充电电路作为例子，谈谈如何去看懂一个电路。

这个电路的基本功能是把输入的市电（220VAC/50Hz）转化为6VDC。组成的电子元器件有电阻、电容、二极管、三极管、稳压管和变压器。包含的基本电路：

· 半波整流电路（D1，C1）：基本功能是把输入的交流市电转换成直流，也就知道后面是个DC-DC转换电路。

· RCD钳位电路（R3，C2，D2）：基本功能是保护作用，抑制三极管关闭时产生的脉冲电压（voltage
spikes）。所以在分析电路的时候，这个电路可以被忽略。

· 反激变换器flyback converter（T1，D3，C3，Q1）：这是开关电源一个基本拓扑结构。

下面就应该分析Q1的开和关是如何实现的。

· 开→关：如果Q1是导通的，流经R3的电流会逐渐增大。当R3的电压大到能让Q2导通时，Q1的基极拉低至零，Q1关闭。R3是个采样电阻，通过电压反馈控制电流。

· 关→开：Q1关闭，R3两端电压也降为零，所以Q2也会关闭，那Q1会不会因为R2拉高而立即导通呢？这就是R1和C5的作用。这个RC充电电路需要一定的时间才能让Q1的基极达到能够导通的电平。Q1的关闭时间可以由这个RC电路的电阻电容值计算出来。

C4和D6的作用是提供一个负电压给稳定管D5。显然，当输出的电压增大时，负电压增大。如果Q1基极和负电压之间的电势差大于6.2V时，D5会导通，从而Q1一直关闭。它的作用就是保证输出的电压不会大于某个值。至于R1的功能，可能是防止电路短路对市电的影响，也可能是减小电容C1的充电电流，特别是刚接上市电C1电压还是零的时候。

至此，这个电路已经基本分析清楚了。

所以看电路大概的思路是，提炼出基本的电路，忽略一些细节（比如这个例子中的RCD钳位电路）。

而实用性设计则必须注重细节。比如一个子电路系统的输入电源部分，就可能需要考虑这些：需要多大的去耦滤波电容，是否需要EMI滤波，是否需要考虑ESD防护，是否需要反接、过压保护，用什么类型的接口，是否需要防呆设计，焊接和维修的便利性，等等。这些只有在实战中慢慢积累经验了。