課程目錄

第一階段:電路基礎(chǔ)與無源器件(1-26 節(jié))

【目標(biāo)】:建立 “電壓、電流、阻抗” 的直覺,搞懂電阻、電容、電感到底在干什么。

核心基石(1-7 節(jié)):

歐姆定律是所有電路分析的起點(diǎn),必須爛熟于心。

電阻的三大功能(限流、分流、分壓)是模擬電路設(shè)計(jì)的靈魂,后面所有的放大電路計(jì)算都基于此。

電容的藝術(shù)(8-18 節(jié)):

重點(diǎn): 理解 “電容兩端電壓不能突變”(第 10 節(jié)),這是時(shí)序電路和濾波電路的核心。

難點(diǎn): 容抗計(jì)算(第 14 節(jié))以及高低通濾波原理(第 15-18 節(jié))。這部分決定了你能不能看懂信號(hào)完整性問題。

電感的挑戰(zhàn)(19-26 節(jié)):

重點(diǎn): 電感 “阻礙電流變化” 的特性(第 21 節(jié))。

注意: 第 22 節(jié)提到的 “電感回路電阻突變會(huì)產(chǎn)生高壓” 是硬件設(shè)計(jì)中炸機(jī)的常見原因,務(wù)必重視。

第二階段:半導(dǎo)體器件與基礎(chǔ)應(yīng)用(27-63 節(jié))

【目標(biāo)】:掌握 “開關(guān)” 與 “放大” 的核心,這是從 “被動(dòng)” 走向 “主動(dòng)” 電路的關(guān)鍵。

二極管與整流(27-35 節(jié)):

搞懂 PN 結(jié)(第 27 節(jié)),理解單向?qū)щ娦浴?/p>

應(yīng)用: 整流(AC 轉(zhuǎn) DC)、鉗位(限制電壓范圍)、穩(wěn)壓(齊納二極管)。

三極管(BJT)深入解析(36-47 節(jié)):

重點(diǎn): 三極管的開關(guān)功能(第 37 節(jié))是數(shù)字電路的基礎(chǔ)。

難點(diǎn): NPN 與 PNP 的區(qū)別(第 39-41 節(jié)),以及基極下拉電阻的作用(第 43 節(jié),防止誤觸發(fā))。

實(shí)戰(zhàn): 自動(dòng)出水水龍頭(第 45-47 節(jié))是一個(gè)非常好的小系統(tǒng)案例,結(jié)合了傳感器、比較器和三極管驅(qū)動(dòng)。

MOS 管(場(chǎng)效應(yīng)管)精通(52-63 節(jié)):

重點(diǎn): 導(dǎo)通條件(Vgs 閾值)、寄生二極管(第 56 節(jié),極其重要,很多燒毀都是因?yàn)楹雎粤怂?/p>

難點(diǎn): 防反接電路(第 59 節(jié))、電流雙向流通特性(第 60 節(jié))。MOS 管是現(xiàn)代電源設(shè)計(jì)的主角。

第三階段:模擬信號(hào)處理與電源設(shè)計(jì)(64-101 節(jié))

【目標(biāo)】:學(xué)會(huì)處理信號(hào)(放大、比較)和設(shè)計(jì)穩(wěn)定的電源,這是硬件工程師的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

比較器與運(yùn)放(64-85 節(jié)):

比較器: 用于判斷電平高低,注意上拉電阻的使用(第 65 節(jié))和顫振問題(第 69 節(jié),需加滯回)。

運(yùn)放: 虛短(第 71 節(jié))和虛斷(第 72 節(jié))是分析運(yùn)放電路的兩把鑰匙。

應(yīng)用: 同相 / 反相放大(第 73-74 節(jié))、電流采樣(第 77-82 節(jié),高端采樣是難點(diǎn))。

電源設(shè)計(jì)(86-101 節(jié)):

線性電源: 恒流源設(shè)計(jì)(第 85-90 節(jié))。

開關(guān)電源(SMPS): 這是重點(diǎn)中的重點(diǎn)。

理解 BUCK(降壓,第 95 節(jié))和 BOOST(升壓,第 98 節(jié))拓?fù)洹?/p>

關(guān)鍵參數(shù): 電感飽和電流選擇(第 99 節(jié))、續(xù)流二極管作用(第 96 節(jié))。

電荷泵(第 100-101 節(jié))用于產(chǎn)生負(fù)壓或低成本升壓。

第四階段:系統(tǒng)級(jí)實(shí)戰(zhàn) —— 純硬件循跡小車(102-112 節(jié))

【目標(biāo)】:將前面學(xué)的零散知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來,完成一個(gè)完整的工程項(xiàng)目。

系統(tǒng)整合: 這部分不再講單個(gè)器件,而是講如何把傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電源組合在一起。

電機(jī)驅(qū)動(dòng): 理解 H 橋或三極管驅(qū)動(dòng)電機(jī)的邏輯(第 103、106 節(jié))。

電源管理: 小車運(yùn)行時(shí)電機(jī)電流波動(dòng)大,如何設(shè)計(jì)電源電路保證系統(tǒng)不復(fù)位(第 110-111 節(jié))。

第五階段:PCB 設(shè)計(jì)與工程化落地(113-122 節(jié))

【目標(biāo)】:從 “電路圖” 變成 “實(shí)物電路板”,掌握 EDA 軟件操作和 Layout 規(guī)則。

封裝繪制: 原理圖封裝(邏輯連接)與 PCB 封裝(物理尺寸)的區(qū)別(第 113-115 節(jié))。

Layout 實(shí)戰(zhàn): 布局(第 119 節(jié))決定性能,布線(第 120 節(jié))決定成敗。

后處理: 鋪銅(第 121 節(jié),散熱與抗干擾)、DRC 檢查(第 122 節(jié),出廠前的最后把關(guān))。

💡 給新手的學(xué)習(xí)建議

不要只看不練: 硬件是實(shí)驗(yàn)科學(xué)。建議準(zhǔn)備一個(gè)面包板和一套萬用表,學(xué)到電阻電容時(shí),親手搭一個(gè)濾波電路測(cè)一下波形。

重點(diǎn)攻克電源: 目錄中第 95 節(jié)(BUCK 拓?fù)洌┖偷?98 節(jié)(BOOST 拓?fù)洌┦欠炙畮X。很多初級(jí)硬件工程師卡在電源設(shè)計(jì)上,這部分建議多看幾遍視頻,甚至動(dòng)手畫一個(gè) PCB 板子試試。

重視 “寄生” 參數(shù): 第 55 節(jié)(MOS 寄生電容)、第 56 節(jié)(MOS 寄生二極管)、第 22 節(jié)(電感反電動(dòng)勢(shì))。教科書往往忽略這些,但在真實(shí)工程中,這些 “寄生” 特性往往決定了電路的成敗。

循序漸進(jìn): 第 1-26 節(jié)如果學(xué)不明白,后面的半導(dǎo)體器件就會(huì)像看天書。如果在學(xué)習(xí)三極管 / MOS 管時(shí)感到吃力,可以回頭復(fù)習(xí)一下二極管的 PN 結(jié)原理。


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