總是很羨慕別人能做更復(fù)雜的電路，也不知道復(fù)雜電路的挑戰(zhàn)點(diǎn)在哪里，并不知道電路設(shè)計(jì)的時(shí)候有哪些關(guān)鍵的注意點(diǎn)?？偸菓{著自己的喜好和感覺(jué)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，結(jié)果自然不盡如人意。當(dāng)時(shí)互聯(lián)網(wǎng)還不發(fā)達(dá)，網(wǎng)上能找到的資料還非常少，也沒(méi)有學(xué)習(xí)途徑。

(相關(guān)資料圖)

當(dāng)時(shí)很搞笑的一個(gè)事情：我去問(wèn)一個(gè)比我年長(zhǎng)的工程師：為什么別人的電路板上面有蛇形走線？他也一直沒(méi)有從事過(guò)射頻或者高速數(shù)字電路的設(shè)計(jì)，很懵的回答我：“不知道啊，估計(jì)是為了防止信號(hào)輻射出去干擾其他信號(hào)。因?yàn)槎际歉咚俚男盘?hào)，所以速率越高越容易輻射?！保ㄟ@個(gè)答案自然是錯(cuò)誤的）于是，我鬧了個(gè)笑話：把一個(gè)FPGA的電路板上面速率最高的信號(hào)（時(shí)鐘）走了蛇形走線。這是典型的不懂原理，盲目模仿的笑話。很慶幸的是我在還算年輕的時(shí)候，帶著我的各種困惑離開(kāi)了第一份工作，去了“華為”，帶著我的硬件夢(mèng)想：要做更高級(jí)的硬件，更復(fù)雜的硬件，更可靠性的硬件，做更值錢的硬件。

大廠最大的優(yōu)勢(shì)就是有很多的歷史積累，并形成了“規(guī)范”、“指導(dǎo)書”、“checklist”。特別是我剛?cè)肼毜哪嵌螘r(shí)間，整個(gè)公司都在“規(guī)范”運(yùn)動(dòng)，什么都寫規(guī)范，人人都寫規(guī)范，什么任職、績(jī)效、技術(shù)等級(jí)都看規(guī)范。（大公司用KPI來(lái)引導(dǎo)，容易搞成“運(yùn)動(dòng)”）。大家都不分青紅皂白的遵循“規(guī)范”，其實(shí)有很多問(wèn)題：當(dāng)時(shí)，原理圖評(píng)審的時(shí)候，聽(tīng)得最多的就是“規(guī)范就是這樣寫的”，這里面有一些問(wèn)題：

1、寫規(guī)范的人不一定水平高，或者寫得不細(xì)致，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤那就更是害人了。

2、規(guī)范有時(shí)抑制了開(kāi)發(fā)人的思維，什么都按照規(guī)范來(lái)，不一定適合實(shí)際的設(shè)計(jì)場(chǎng)景；例如我需要低成本設(shè)計(jì)，但是規(guī)范強(qiáng)調(diào)的是高質(zhì)量，就不一定適用。

3、有了規(guī)范之后，也會(huì)導(dǎo)致部分開(kāi)發(fā)人員不思考，例如晶振要求在50MHz以上，放pF級(jí)的電容進(jìn)行電源濾波，而低于50MHz的不用。大家都不想為什么，自然也不知道為什么；這條內(nèi)容制定的依據(jù)是什么？試驗(yàn)結(jié)果、仿真結(jié)果、還是有案例，并沒(méi)有詳細(xì)的描述；再例如網(wǎng)口變壓器防護(hù)，室內(nèi)室外，按照各種EMC標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)要求直接照著畫就可以，但是很少有人想為什么，也不知道測(cè)試的結(jié)果怎樣，等實(shí)際碰到困難時(shí)就束手無(wú)策了。的確，這樣簡(jiǎn)單的規(guī)則形成的規(guī)范，在有的時(shí)候提高了工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，但是工具也發(fā)達(dá)，人也就越退化，這是必然。

4、有些器件的選型，不適合寫規(guī)范，因?yàn)槠骷l(fā)展太快，有可能等你規(guī)范寫好，器件都淘汰了。例如：在X86處理器進(jìn)入通信領(lǐng)域了之后，處理器選型規(guī)范就顯得多余。

規(guī)范確實(shí)能帶來(lái)好處，工程師如果嚴(yán)格遵循規(guī)范則很少會(huì)出一些低級(jí)錯(cuò)誤，從而提高了開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)質(zhì)量。規(guī)范帶來(lái)的壞處，也就是工程師有時(shí)不思考原理，總是去尋找規(guī)范。但是，并不是所有工作都適合用規(guī)范來(lái)約束。硬件工程師要能跳出“參考電路”、跳出“規(guī)范”，從原理思考問(wèn)題和設(shè)計(jì)。

正是由于我在第一份工作主要做技術(shù)預(yù)研項(xiàng)目，雖然電路復(fù)雜度沒(méi)有那么高，但是做的往往都是一些行業(yè)空白，需要尋找技術(shù)斷裂點(diǎn)，所以培養(yǎng)了很多獨(dú)立思考的工作習(xí)慣。看到一堆規(guī)范的時(shí)候，往往希望了解其制定該規(guī)范的依據(jù)，寫作思路，物理原理。有時(shí)看到一些規(guī)范就會(huì)思考背后的原因，也會(huì)發(fā)現(xiàn)一些規(guī)范本身的錯(cuò)誤和不合時(shí)宜。時(shí)間久了，隨著知識(shí)體系越來(lái)越完備，了解到電子元器件的微觀結(jié)構(gòu)，物理原理。在硬件的知識(shí)架構(gòu)中，逐步形成了一種用物理原理去解釋工程規(guī)范的思維方式。

為了幫助工程師，特別是年輕工程師快速提高，避免大家盲目模仿、盲目迷信設(shè)計(jì)規(guī)范。通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)，提升認(rèn)知，達(dá)到“能夠用物理原理去理解工程現(xiàn)象，能夠理解地使用設(shè)計(jì)規(guī)范”。我們最終希望大家能夠最終能夠把原理與工程結(jié)合，明明白白的做開(kāi)發(fā)。這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的硬件質(zhì)量高，問(wèn)題少，即使有問(wèn)題也能夠快速分析和解決。

硬十計(jì)劃出版一系列書籍，解答大家工作過(guò)程中的一系列困惑。不是簡(jiǎn)單的理想化設(shè)計(jì)電路，也不是刻板的遵循規(guī)范。所以我們這一系列書希望能夠把一些技術(shù)細(xì)節(jié)講解清楚，最終歸納總結(jié)成為規(guī)范、checklist、案例。

雖然第一本書的內(nèi)容只是無(wú)源器件的內(nèi)容，但是希望大家通過(guò)這本書的學(xué)習(xí)，能夠掌握這種思維方式，融會(huì)貫通到整個(gè)硬件設(shè)計(jì)。

所以本書的寫作的過(guò)程經(jīng)歷了很多階段，包括風(fēng)格、形式、側(cè)重點(diǎn)都經(jīng)過(guò)多次推翻重構(gòu)，最終硬十團(tuán)隊(duì)與北大出版社的編輯團(tuán)隊(duì)，在多次研討之后，決定采用“十萬(wàn)個(gè)為什么”的問(wèn)答形式，以問(wèn)題觸發(fā)來(lái)逐步解答問(wèn)題。因?yàn)槲覀內(nèi)粘ｉ_(kāi)發(fā)過(guò)程中就是一個(gè)在原有知識(shí)體系中不斷添磚加瓦，解答問(wèn)題的過(guò)程中逐步構(gòu)建一個(gè)更完整深入的知識(shí)體系。所以整本書按照“阻”“容”“感”的三個(gè)章節(jié)，逐步解答電阻、電容、電感三個(gè)無(wú)源器件，大家日常工作中常常碰到的問(wèn)題。這也是平時(shí)《硬件十萬(wàn)個(gè)為什么》公眾號(hào)所發(fā)布內(nèi)容的方式，解答大家工作中碰到的一些困惑的問(wèn)題。這樣每個(gè)知識(shí)點(diǎn)非常聚焦到具體解答大家的問(wèn)題。

問(wèn)題解答的形式，可以讓每個(gè)小節(jié)都自成體系，讓大家可以利用碎片的時(shí)間讓一個(gè)問(wèn)題的解答閉環(huán)。由于硬件知識(shí)體系非常的龐雜，如果想讓整書顯得系統(tǒng)化，則會(huì)讓閱讀者索然無(wú)味，這也是市面上一些講解器件選型類書籍的弊?。鹤非蟠蠖⒆非篌w系完整，形成大段的表格，而其中很多知識(shí)點(diǎn)是平時(shí)工作很少涉及的。

這樣整本書會(huì)顯得體系化不夠，但其實(shí)每個(gè)問(wèn)題之間有關(guān)聯(lián)性和承接性。我們?cè)诮獯鹨粋€(gè)個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，也逐步理順了問(wèn)題與問(wèn)題之間的先后關(guān)系。例如在電阻寫作的過(guò)程，是從基本原理起步，然后解答在“電阻器如何實(shí)現(xiàn)物理概念中的電阻”的時(shí)候，引發(fā)思考可以問(wèn)出一系列關(guān)于電阻材料、參數(shù)、工藝等一系列的問(wèn)題，在搞清楚電阻的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，具體特性之后，解答關(guān)于器件失效、失效機(jī)理等一系列可靠性相關(guān)問(wèn)題，那么可靠性的問(wèn)題也跟器件的使用相關(guān)，電阻如何用？用在哪？注意事項(xiàng)，等等問(wèn)題也隨著這個(gè)意識(shí)流被引出。基本的原理都被解釋清楚了，這時(shí)我們?cè)偃タ措娮璧囊?guī)范，則百川歸海，形成一個(gè)完整的認(rèn)知，完整的知識(shí)體系。

電容的情況跟電阻還有非常大的不同，雖然同為無(wú)源器件，但是不同的電容之間，材料、工藝、原理、特性都差異非常之大。所以對(duì)于電容來(lái)說(shuō)，我們重點(diǎn)介紹大家日常最多使用的MLCC、鋁電解電容、鉭電容、高分子聚合物電容。在講解具體電容的時(shí)候，按照分類進(jìn)行講解。這些的電容雖然都是電容，但是其原理不同，導(dǎo)致參數(shù)、特性、可靠性、用法、生產(chǎn)工藝等都有很大的差異。在寫作的過(guò)程中，我們的一些講解按照電容種類分道揚(yáng)鑣了。

電感的章節(jié)寫作我們延續(xù)了電阻的寫作思路。但是電感涉及的專業(yè)領(lǐng)域，會(huì)與具體應(yīng)用比較有強(qiáng)相關(guān)。所以我們的電感章節(jié)寫的比較簡(jiǎn)略，具體的電源設(shè)計(jì)、射頻設(shè)計(jì)中涉及到的電感選型計(jì)算都沒(méi)有在本書進(jìn)行展開(kāi)。并且也沒(méi)有涉及變壓器的講解。同時(shí)我們將磁珠的使用以及規(guī)范也融入了電感的章節(jié)。

硬十平時(shí)發(fā)的文章已經(jīng)形成了很多系列，例如：電源系列、可靠性系列、華為研發(fā)系列等等，也都整理成合集，便于大家閱讀。硬十這么多年來(lái)的積累，也是很多朋友敦促和鼓勵(lì)之下，我們完成了相關(guān)內(nèi)容《無(wú)源器件篇》。但是這個(gè)可能只是我們?nèi)f里長(zhǎng)征的第一步。我們還有很多內(nèi)容需要整理成書。但是這個(gè)過(guò)程必然是艱辛的。

在寫書的過(guò)程中，幾位作者真的是付出了很大的心血，北大出版社的幾位編輯也是給予了很大的幫助和指導(dǎo)。有時(shí)為了扣一個(gè)細(xì)節(jié)，需要去閱讀很多的內(nèi)容；有時(shí)為了梳理一個(gè)思路，展開(kāi)了很激烈的討論；有時(shí)為了一個(gè)字一個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)，反復(fù)修改反復(fù)推敲。由于平時(shí)還有開(kāi)發(fā)任務(wù)，所以團(tuán)隊(duì)成員為了這本書的完成也是額外付出了很大的努力。2020年的那場(chǎng)疫情，讓我靜心的坐在家里，認(rèn)認(rèn)真真的思考這本書到底寫成什么樣。也是在反復(fù)雕琢的過(guò)程中，總體的思路也在逐步的優(yōu)化和改進(jìn)。當(dāng)書稿基本完成之后獲得的那種成就感，不得不感慨古人寫書那種嘔心瀝血也要著書立說(shuō)。司馬遷被處以宮刑，在形體和精神上給了他巨大的創(chuàng)傷。出獄后任中書令，他忍辱含垢，發(fā)奮繼續(xù)完成所著史籍，以其“究天人之際，通古今之變，成一家之言”的史識(shí)，前后經(jīng)歷了14年，創(chuàng)作了中國(guó)第一部紀(jì)傳體通史《史記》。司馬遷的那種歷史使命感應(yīng)該是感染著每一位寫書的中國(guó)人。

我覺(jué)得我們硬件十萬(wàn)個(gè)為什么團(tuán)隊(duì)，一邊做項(xiàng)目，一邊做知識(shí)分享，才能把硬件知識(shí)分享做好。硬件知識(shí)日新月異，我們只有不斷地投入到項(xiàng)目中，自我提升，才能產(chǎn)生更多的案例和知識(shí)積累。這也是我們團(tuán)隊(duì)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。一開(kāi)始創(chuàng)業(yè)肯定是以賺錢為主要目的，但是我個(gè)人覺(jué)得，對(duì)于我來(lái)說(shuō)賺多少錢已經(jīng)真的不重要了，把想做的事情做好，做完美，做成功才是更重要的。所以我們也會(huì)持續(xù)的投入到后續(xù)的系列書籍、課程、視頻的制作中，形成一個(gè)完整的知識(shí)體系，構(gòu)建硬十的知識(shí)帝國(guó)。

這個(gè)過(guò)程中也會(huì)邀請(qǐng)和吸納國(guó)內(nèi)知名的工程師專家共同投入，為大家奉獻(xiàn)好的內(nèi)容。同時(shí)，也限于我們的能力和精力有限，過(guò)程中難免有錯(cuò)漏，希望大家通過(guò)公眾號(hào)和微信及時(shí)反饋給我們，讓我們做得更好。

最后還要感謝所有關(guān)注硬十的朋友這么多年對(duì)我們的大力支持，平時(shí)對(duì)我們的關(guān)注、認(rèn)可、信任、包容。

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