電子電路設計、測試與疑難故障的調試

電子電路設計、測試與故障定位技術

講師介紹：Randy 王
    Randy Wang，王老師，高級電路設計專家，硬件經理，先后在華為等公司的核心硬件研發(fā)部門任職，在電路設計領域有十多年的工作經驗。對元器件選擇及常見故障分析、電源、時鐘、電路板噪聲抑制、抗干擾設計、電路可靠性設計、電路測試、高性能PCB的信號及電源完整性的設計，有極豐富的經驗。其成功設計的電路板層數包括40層、28層、26層、22層、16層、10 層、8層、4層、2層等。其成功設計的最高密度的電路板，網絡數達兩萬，管腳數超過八萬。
    自2010年開設電路設計培訓課程以來，Randy接觸過數百家不同類型的企業(yè)、研究所，幫助這些單位解決過大量工程設計中的問題。
   以上獨特的經歷，使Randy的課程非常貼近工程實踐，完全做到了課程中的每個案例都來自于工作中的問題，每個技術要點都正中電路設計和故障調試的靶心。
   因此Randy的課程以實戰(zhàn)性、實用性、能真正解決工程實際問題、能真正幫助工程師提升設計水平而廣受好評。
   至今，Randy已舉辦過電路設計公開課及內訓課程八十多場，培訓學員三千多人。

課程大綱

01 高級調試技巧---調試復雜的、難以復現的電路故障
1. 疑難問題1---長時間難以復現的故障（比如幾天才發(fā)生一次錯誤）的解決方法
2. 疑難問題2---只在高溫或低溫下才發(fā)生的故障的解決方法
3. 疑難問題3---故障現象完全無法復現的問題的解決方法
4. 疑難問題4---只在客戶環(huán)境下發(fā)生，拿回公司實驗室無法復現的故障---原因分析與故障復現方法
5. 疑難問題6---如何查找電路板上的短路故障點---3個非常實用的實踐技巧
6. 案例分析---針對某疑難問題，調試的完整過程，以及從該案例中，體現出的的對研發(fā)工程師的啟示

02 高質量原理圖的設計方法
本章節(jié)針對以下工作中的實際問題和困惑：
技術主管們經常有一些苦惱，產生于團隊中工程師的原理圖設計質量的問題：
可讀性不好的原理圖，在團隊內做設計評審、技術交流時，會出現障礙；
無法基于原理圖實現技術傳承、技術積累；
有時甚至由于畫原理圖的不良習慣，導致產品故障。
本章節(jié)將介紹規(guī)范化、高質量原理圖設計的實用方法。
1. 原理圖導致的產品嚴重故障---為何不能忽略原理圖設計的規(guī)范性
 ---5個工程實踐中的案例與教訓
2. 在原理圖設計中，硬件工程師應培養(yǎng)的一些好習慣及經驗分享---22項提高原理圖質量的方法
本節(jié)以一份非常優(yōu)質的原理圖為例，分享了多個提高原理圖質量的可行方法，有助于幫助硬件工程師養(yǎng)成制作高效、易讀原理圖的好習慣。

03 電路設計中的接地
本章節(jié)針對以下工作中的實際問題和困惑：
正確的接地，能解決接近50%的電路調試中可能遇到的問題。
但不正確的接地，不僅無法帶來好處，電路板還會出現很多故障，更為嚴重的是，這類故障，往往隱藏得很深，難以定位，解決問題的成本也很高。
本章基于大量設計、調試中的案例，立足工程實踐的實用性，將透徹地分析在電路設計中，與接地相關的實用設計要點、潛在的設計陷阱等。使設計者通過課程，能深刻地理解接地，正確地決定接地策略，有效地實現完美的接地設計。
1. 幾個與接地相關的案例---認識不正確的接地帶來的問題
2. 接地的設計思想、工程師很容易犯的錯誤
3. 電路設計中“地”的分類，以及各類“地”的詳細解析
4. 和安全接地相關的幾個問題---透徹理解設備級別的接地
5. 不同的地之間短接時，設計要領、關鍵要點和案例分析
6. 單面板、雙面板、四層板的設計中，與接地相關的設計錯誤
7. 關于隔離---器件選用，及一些設計誤區(qū)
8. 采用屏蔽電纜做數據傳輸時，屏蔽層處理的方案
 案例分析：屏蔽電纜，處理得不好，還不如非屏蔽電纜
9. PCB設計中的地分割的處理，9項重要的技術要點與實例分析
10. PCB設計中接地的處理---從EMC角度考慮
 解決由于接地而導致EMC問題---3個實用方法、4個具體案例的分析
11. 測試中的接地處理：常見故障、解決措施與案例分析---3個具體的技術要點與案例分析
12. 測試、設計中“浮地”的常見問題分析、處理技巧、案例分析

04 濾波、降噪電路的設計
1. 常見電路噪聲問題與解決思路
2. 與濾波電路相關的案例分析：濾波電路為什么沒有起到效果---故障分析、調試思路與步驟解析
3. 如何基于設計要求，選擇合適的濾波電路架構
4. 透徹理解與掌握：濾波電路基本元件的分析與參數值獲取、設計關鍵要點
5. 如何實現濾波電路的濾波效果---計算方法、濾波效果的優(yōu)化技巧
6. 工程實踐經驗分享：分析濾波電路效果的簡便方法
7. 設計方法落地到工程實踐：課堂實例演練---如何提取芯片對濾波的要求，并設計出符合要求的濾波電路
通過4個實例，幫助工程師掌握如何提取對濾波電路的要求，并根據該要求，實現濾波元件（磁珠、電感、電容等）的選型、計算、優(yōu)化。
8. 濾波電路設計中，何時應該采用電阻來替代磁珠或電感？
9. 當磁珠用于信號線濾波---設計要點與選型方法
10. 在PCB設計中，關于濾波電路布局、布線的具體方法和設計要點

05 電源電路常見故障的調試
本章的內容：該章節(jié)是Randy針對多年工作中、培訓過程中、以及為企業(yè)/研究所解決的實際問題中，所遇到的各種電源故障，提取出來的經驗精華，該章節(jié)的35個案例和調試要點，基本囊括了板內電源電路絕大多數可能發(fā)生的故障。本章節(jié)針對這些故障，逐一分析了解決思路。
本章的目的：
1. 通過對這些故障的逐一分析，幫助工程師掌握，在設計中有哪些地方需要特別注意，在調試中可以在哪些方向尋找突破口。
2. 幫助企業(yè)降低設計故障導致的延期成本。
1. 開關電源電路的基本工作原理
2. 電源電路調試的首要綱領
3. 電源電路調試案例與實用技巧---35個故障案例分析與解決方法
以下列舉其中一些將在本節(jié)中討論的技術要點：
 （重點）案例1---開關電源電路中，50%以上的故障由該問題導致
 （重點）案例2---電源穩(wěn)定性的設計與問題
案例6---電容太多帶來的問題
案例13---導致MOSFET燒毀的兩個主要原因及案例分析
案例15---過流保護電路失效的問題
技術要點27---解密輸出電壓出現過沖、大幅度波動的問題
技術要點28---什么情況下要考慮加假負載
在公開課中，根據課程進展，本章節(jié)討論的案例數目會略微調整。
06 電路測試實用技巧
本章節(jié)幫助企業(yè)、硬件工程師解決以下問題：
1）對公司的收益：本章列舉了大量實際測試工作中錯誤操作的案例，包括儀器損壞、測試出錯，甚至造成安全方面的危險。通過實際案例，讓學員明確如何避免這些問題，依此，公司可以節(jié)省大量測試方面的成本。
2）對硬件工程師、測試工程師的收益：本章介紹了大量的實用測試方法，并詳細分析了如何基于測試結果，確定調試方向，幫助工程師們提升測試、調試的效率。
章節(jié)內容：
1. 測試出錯給公司、產品帶來的嚴重損失
2. 工程師如何通過測試的過程，提升電路設計的能力、積累電路設計的“感覺” --- 3個具體實例
3. 使用電源設備為被測系統(tǒng)供電時，常見問題與解決方法
4. 萬用表、示波器、頻率計、頻譜儀---如何選用？
5. 實踐經驗---快速而有效地定位噪聲問題
6. 有用而容易被忽略的一項重要的示波器的功能 （應用實例）
---- 利用該方法，可以巧妙地解決很多復雜的電路故障問題
7. 測量小信號、微弱信號的技巧
8. 電源紋波、噪聲的實用測試方法與故障定位技巧
9. 工程實踐經驗---信號質量和信號時序的測試技巧（3個綜合實例）
10. 工程實踐經驗---示波器應用中的好方法（4個實用技巧）
11. 工程實踐經驗分享---12個實用測試技巧
以下列舉其中一些將在本節(jié)中討論的技術要點：
技巧1：探頭設置不對，造成調試的大方向出錯
技巧5：工程實踐中提高測試效率的方法
技巧6：經費有限的公司，如何快速定位EMC問題
技巧8：爛波形不一定有真問題，好波形不一定沒問題，如何通過觀察波形來找問題
技巧12：測試電流的幾種實用方法