1 写在前面——Hello World
这是一个个人公众号，该篇文章是建号的第一篇文章。建立这个公众号旨在分享一些电子设计相关的内容，同时记录一下博主自身的学习经历（本人记忆力不好，写下来或许过一段时间还能看起来回忆一下）。这第一篇文章，主要内容是想记录一下自己这半年来的学习经历，记录一下博主从一个电子设计新手，后面通过学习，逐渐入门，到现在终于可以独立设计一些小项目的过程，感悟与体会。本文不会过多涉及技术难点的讲解，仅仅作为学习过程、想法的记录，同时也希望有需要的同学看到这篇文章，可以对电子设计入门有一个初步的理解。
2 我的第一个项目——升压电源
其实大家在网上查找，很多文章或者一些人都会建议：小白入门电源第一个项目最好都是自己去设计一个 BUCK（降压）电路。其实这也是我刚开始的想法，我确实准备去实现一个比较正统的 BUCK 电路，但是后面误打误撞，去加入了一支智能车的队伍，因为需要就直接跳过了 BUCK，去做了一个 BOOST（升压）电源。虽然有点走了歪门邪道，但是不妨碍博主从中学习到了很多东西。接下来讲讲我做这个电源项目做的一些准备跟实践吧。
我认为学习电源理论是很重要的，懂得如何选取元件，计算元件参数，等到后面做出实物，测试的时候也需要用理论去解释测试得到的现象（正常或异常现象），才能真正地反哺到你的知识里，给你带来提升。我自己的学习路线是，先把模电、数电基础给学了，再去深入学习开关电源的理论知识，然后可以去尝试用软件搭建仿真模型，验证自己的思路是否正确，再去真正的制作实物。制作完实物之后，无论是否正常工作，测试工作都是非常必要的，最好使用示波器去测量不同节点的波形，看看跟自己的理论知识是否有出入，一般来说，新手的第一版电源波形都会有各种各样的奇怪的现象。当然，问题存在的时候也是你该进步的时候了，不要惧怕问题，去思考如何解释并解决这个现象，才能更好地学到东西。
电源基础拓补大致分为三种类型：BUCK（降压），BOOST（升压），BUCK-BOOST（升降压）。其中 BUCK（降压）最为简单，因为无论是从元件理论值计算、选取，还是稳定性分析建模、或是电路复杂度来说，它都简单，所以很适合入门。但是学会了 buck 之后，其他两个原理也是大致相通，入门可以通过这三个拓补进行学习。为了系统学习电源知识，当时我去找了很多资料，有网课、博客、书籍等，它们各有利弊，网课跟博客我个人感觉比较零散，特别是博客比较适合有一定基础的人去学习，不然很难系统掌握电源设计的相关知识。我个人觉得还是书籍资料比较适合我，能够支撑起电源理论知识的系统学习，《精通开关电源设计》这本经典教材我极力推荐。我在开始我的项目之前我看了这本书一个月左右，把一些比较重要的章节看了，里面很详细讲了伏秒定律、元件选取、稳定性分析等内容。对于入门来说，细看里面重要的章节已经很足够了。
开关电源无非就是一个能量的转换器，电能从输入端流动到输出端，一定程度上电能保持不变（假设转换器损耗的能量很小），变化的只是他们的形式，即是电源的电压与电流。关于开关电源的原理网上很多资料都有细讲，这里不多赘述。开关电源的比较重要的点，一是元件选取，包括 MOS 管、输入输出电容、电感、MOS 管输入电阻阻值等，这些可能还会根据实物的工作状态去调整；二是 PCB 的 Layout（布局），要考虑到功率元件的散热以及环路最小化问题，良好的散热可以提高功率元件的功率上限，环路设计好了可以大大提高电源工作的稳定性（不那么容易炸板），入门电源设计可以重点学习这两个内容。
我做的第一个电源项目改了四版，第一次出的问题最大，当时不懂得给 MOS 管散热的重要性，只参考了数据手册里面的电流极限值，在成品制作出来之后，理论计算 10A 的电流才跑不到 3A 就炸了。后面经过了解，MOS 管数据手册都是在保持 MOS 管在 25 度的情况下测得的电流极限值，但是在实际使用中 MOS 管散热没做好是会升温直接炸的，根本跑不到极限值，第一次电源实验就以失败告终了。后面换了一下 MOS 管的封装，改成了更好散热的封装，电源就正常了很多，极限电流也上去了，但是还是会有很多小问题，当时电源在带载的时候是正常的，但是空载情况下，电源发生了啸叫，这就很不正常了。后面发现电源在空载情况下因为布局不佳的问题，电源电路有轻微的震荡，导致了啸叫的产生。后面两版都是优化了布局布线，电路可以在接近理论值良好工作。经过最后测试这个 6V 转 12V 升压电路可以在极限负载 10A（120W）输出情况下正常持续工作 3min（对当时智能车的应用来说足够了）。
这里再提一下测试很重要！测试很重要！测试很重要！一定要熟练掌握示波器、万用表等仪器的使用方法。
当时做这个项目时间比较紧，说实话是翘了不少课来做的（当然不推荐）。即使在比较有压力的情况下也做了大概一个多月时间，当时我真的感觉电路怎么那么玄学。但后面慢慢研究，其实那些玄学的背后都是一个又一个的知识，那些谜团的背后都是自身技术提升的契机，只要有探索的欲望和耐心，去攻克这些难关，一定能有不少的收获。我感觉这是作为电子设计学习的基础了，一定要有解决问题的耐心，电子的学习是不能急于求成的。
3 后来的学习
第一个电源项目是成功把我领进了电子设计的大门，一些基础的，也属实是把之前学过的模电、数电、信号与系统这些都给用上了，做完这个项目之后，有一种加了一堆调味料终于成品菜出锅的感觉，说实话很爽。后面一些简单的驱动电路、单片机最小系统板其实都是水到渠成，也没有特别难的点。万事开头难，只要入了这个门，其实发现电子设计也没有想象中的难。
其实我 4 到 6 月份弄得智能车项目其实是寄掉了。连校赛也没能出去，但是当时也没感到多遗憾，毕竟感觉自己在这里面也收获到了自己想要的东西，它确确实实把我领进了电子设计的大门。
后面做过的小作品其实也有挺多，智能车那块还有一个超级电容无线充电，最终成品功率不高但是散热布局做的还算到位，如果有时间改改参数或许还能往上提个一两百 W。还有后面的电赛开始尝试一些尝试一些高频的电路设计（其实也就 100MHz 以下，一般现在来说叫中频了），大部分电路器件都是成品芯片，其实也没太多技术性可言，我当时感觉唯一比较有难度的是，尝试去给高速运算放大器做频率补偿，提高运放电路稳定性或者去达到运放标定的最大带宽。后面的学习比起第一次设计电路还是要轻松太多了。
4 我的一些想法
其实电子设计相关的学习还是很好玩的，很有意思。这是一个能把想法真正实现到成品的一项技能。我大一加入学校科创团队，到现在，我感觉我是走了一条自己喜欢的道路。
网上有很多说法，叫"板级硬件已死"，我现在其实也不知道真实情况是不是这样。因为板级硬件（就是 PCB 电路板上能画的）很多都已经被集成芯片取代，集成芯片价格更低，性能更好，留给板级硬件师发挥的空间并不多，我打电赛期间也是这么感觉的。不过应该也是是我自身水平实力不够，现在还没有办法触碰到一些更高难度的板级硬件技术，所有现在才会有这种感觉。在网上查阅，很多网友推荐了一些比较有前景或技术含量的方向，例如大功率电子电力方向，板级射频、天线或者系统工程师（其实我也不是很知道系统工程师是什么意思）。他们意思就是，功率做大、频率做高、电路做复杂的意思。它们在网上很多文章都有分析，况且我自己理解也不深，也就不多说了。这里只说我自身的情况。
目前自己比较感兴趣的应该是往高速数字电路这个方向学习，一是比较有意思，二是感觉市场需求应该也会比较大，三是有技术门槛也不能说被取代就被取代，系统复杂度还是有的。个人感觉以后 AI 时代算力飞涨，很多行业革新对算力都会有一定需求，画画小型服务器的板子应该还是不错的。
电子设计的学习还是需要浓厚的兴趣去驱动的，我个人感觉如果不喜欢这个工作应该会干的很辛苦。学习这个专业还是需要多干自己爱干的，才会有动力跟效率，其次是学习这个专业的方法，理论跟实践同等重要。
想说的差不多说完啦，希望各位电子人，学有所成。
作者是第一次写公众号，若文章有误，还希望各位读者指正。