在学习电阻结构设计的时候，不知道你与否有这样的所苦：没错他们学了许多硬体电阻理论，也做过了一些基础操作实践，但却是无法结构设计出他们理想的电阻。归根到底，他们缺乏的是硬体电阻结构设计的路子，和工程项目实战作战经验。
结构设计这款硬体电阻，要熟悉电子元件的基本原理，比如电子元件原理、THF1及采用，专业委员会绘出结构设计图，并通过应用软件顺利完成PCB结构设计，熟练辅助工具的基本功采用，专业委员会怎样优化及增容电阻等。要怎样完整地结构设计两套硬体电阻结构设计，下面为大家撷取我的以下几点个人作战经验：
1）总体路子
结构设计硬体电阻，大的构架和构架要弄清楚，但要做到这一点还科粉。很多大构架也许他们的老板、老师已经想好，他们只是把路子具体内容同时实现；但也很多要他们结构设计构架的，那就要弄清楚要同时实现什么机能，接着找找有无能同时实现同样或相似机能的参照电阻板(要懂尽量利用别人的丰硕成果，越有作战经验的技师越会懂先进经验别人的丰硕成果)。
2）认知电阻
如果你找出了的参照结构设计，那么恭贺你，你可以节省许多时间了(包括前期结构设计和后期增容)。马上就 copy？NO，却是先看懂认知了再说，一方面能提高他们的电阻认知能力，而且能避免结构设计中的错误。
3）找出参照结构设计
在开始做硬体结构设计前，依照他们的工程项目需求，可以去找能够满足硬体机能结构设计的，有许多相关的参照结构设计。没有找出？也说实话，先确定大 IC 晶片，找 datasheet，看其关键性模块与否符合他们的要求，什么样才是他们须要的关键性模块，和能否看懂这些关键性模块，都是硬体技师的能力的体现，这也须要长期地慢慢地积累。这期间，要擅于发问，因为他们要学的东西，别人往往一句话就能说起你，尤其是硬体结构设计。
4）硬体电阻结构设计的三个部分：结构设计图、PCB 和电子零件目录（BOM）表
结构设计图结构设计，其实就是将前面的路子转化成为电阻结构设计图，它很像他们课本上的电阻图。pcb 涉及到实际的电阻板，它依照结构设计图转化成而来的烧写(烧写是沟通结构设计图和 pcb 之间的公路桥)，而将具体内容的电子元件的PCB置放(产业布局)在电阻板上，接着依照X35KB815SG(也叫预Rampur)连接其电脉冲(配线)。顺利完成了 pcb 产业布局配线后，要加进什么样电子元件应该有所概括，所以他们将加进 BOM 表。
5）选择 PCB 结构设计辅助工具
Protel，也就是 Altium（现在入门的童鞋大多用 AD）容易上手，网上的学习教程资料也很全面，在国内也比较流行，应付一般的工作已经足够，适合初入门的结构设计者采用。
硬体电阻结构设计的大环节必不可少，主要都要经过以下这几个流程：
1）结构设计图结构设计
2）PCB 结构设计
3）制作 BOM 表
现在再谈一下具体内容的结构设计步骤
结构设计图建立 烧写生成
1. 结构设计图库建立。要将一个新元件摆放在结构设计图上，他们必须得建立改元件的库。库中主要定义了该新元件的管脚定义及其属性，并且以具体内容的图形形式来代表(他们常常看到的是一个矩形(代表其 IC BODY)，周围许多短线(代表 IC 管脚))。protel 创建库及其简单，而且因为用的人多，许多元件都能找出现成的库，这一点对采用者极为方便。应弄清楚 ic body，ic pins，input pin，output pin，analog pin，digital pin，power pin 等区别。
2. 有了充足的库之后，就可以在结构设计图上画图了，按照 datasheet 和系统结构设计的要求，通过 wire 把相关元件连接起来。在相关的地方添加 line 和 text 注释。wire 和 line 的区别在于，前者有电气属性，后者没有。wire 适用于连接相同网络，line 适用于注释图形。这个时候，应搞清一些基本概念，如：wire，line，bus，part，footprint，等等。
3. 做完这一步，他们就可以生成 netlist 了，这个 netlist 是结构设计图与 pcb 之间的公路桥。结构设计图是他们能认知的形式，电脑要将其转化成为 pcb，就必须将结构设计图转化成它认识的形式 netlist，接着再处理、转化成为 pcb。
4. 得到 netlist，马上画 pcb?别急，先做 ERC 先。ERC 是电气规则检查的缩写。它能对一些结构设计图基本的结构设计错误进行排查，如多个 output 接在一起等问题。(但是一定要仔细检查他们的结构设计图，不能过分依赖辅助工具，毕竟辅助工具并不能明白你的系统，它只是纯粹地依照一些基本规则排查。)
5. 从 netlist 得到了 pcb，一堆密密麻麻的元件，和数不清的X35KB815SG是不是让你吓了一跳?呵呵，别急还得慢慢来。
6. 确定板框大小。在 keepout 区(或 mechanic 区)画个板框，这将限制了你配线的区域。须要依照需求好考虑板长，板宽(有时，还得考虑板厚)。当然了，叠层也得考虑好。(叠层的意思就是，板层有几层，怎么应用，比如板总共 4 层，顶层走信号，中间第一层铺电源，中间第二层铺地，底层走信号)。
PCB 产业布局配线
先解释一下前面的术语。post-command，例如他们要拷贝一个 object(元件)，他们要先选中这个 object，接着按 ctrl C，接着按 ctrl V(copy 命令发生在选中 object 之后)。这种操作 windows 和 protel 都采用的这种方式。但是 concept 就是另外一种方式，他们叫做 pre-command。同样他们要拷贝一个东西，先按 ctrl C，接着再选中 object，再在外面单击(copy 命令发生在选中 object 之前)。
1. 确定完板框之后，就该元件产业布局(摆放)了，产业布局这步极为关键性。它往往决定了后期配线的难易。什么样电子元件该摆正面，什么样元件该摆背面，都要有所考量。但是这些都是一个仁者见仁，智者见智的问题;从不同角度考虑摆放位置都可以不一样。其实他们画了结构设计图，明白所有元件机能，自然对元件摆放有清楚的认识(如果让一个不是画结构设计图的人来摆放元件，其结果往往会让你大吃一惊。对于初入门的，注意模拟元件，数字元件的隔离，和机械位置的摆放，同时注意电源的拓扑就可以了。
2. 接下来就是配线。这与产业布局往往是互动的。有作战经验的人往往在开始就能看出什么样地方能配线成功。如果很多地方难以配线还须要改动产业布局。对于 fpga 结构设计来说往往还要改动结构设计图来使配线更加顺畅。配线和产业布局问题涉及的因素许多，对于高速数字部分，因为牵扯到信号完整性问题而变得复杂，但往往这些问题又是难以定量或即使定量也难以计算的。所以，在信号频率不是很高的情况下，应以布通为第一原则。
3. OK 了？别急，用 DRC 检查检查先，这是一定要检查的。DRC 对于配线顺利完成覆盖率和规则违反的地方都会有所标注，按照这个再一一的排查，修正。
4. 很多 pcb 还要加上敷铜(可能会导致成本增加)，将出线部分做成泪滴(工厂也许会帮你加)。最后的 pcb 文件转成 gerber 文件就可交付 pcb 生产了。(很多直接给 pcb 也成，工厂会帮你转 gerber)。
5. 要装配 pcb，准备 bom 表吧，一般能直接从结构设计图中导出。但是须要注意的是，结构设计图中什么样部分元件该上，什么样部分元件不该上，要做到心理有数。对于小批量或研究板而言，用 excel 他们管理倒也方便(大公司往往要专业应用软件来管理)。而对于新手而言，第一个版本，不建议直接交给装配工厂或焊接工厂将 bom 的料全部焊上，这样不便于排查问题。最好的方法就是，依照 bom 表他们准备好元件。等到板来了之后，一步步上元件、增容。
电阻板增容
1. 拿到板第一步做什么，不要急急忙忙供电看机能，硬体增容不可能一步增容顺利完成的。先拿万用表看看关键性网络与否有不正常，主要是看电源与地之间有无短路(尽管生产厂商已经帮你做过测试，这一步却是要他们亲自看看，有时候看起来某些步骤挺繁琐，但是可以节省你后面不少时间！)，其实短路与否不光 pcb 有关，在生产制作的任何一个环节可能导致这个问题，IO 短路一般不会造成灾难性的后果，但是电源短路就 ……
2. 电源网络没短路？那么好，那就看看电源输出与否是他们理想的值，对于初学者，增容的时候最好 IC 一件件晶片上，第一个要上的就是电源晶片。
3. 电源网络短路了？这个比较麻烦，不过要仔细看看他们结构设计图与否有可能这样的情况，同时结合割线的方法一步步排查倒底是什么地方短路了，是 pcb 的问题(一般比较烂的 pcb 厂就可能出现这种情况)，却是装配的问题，却是他们结构设计的问题。关于检查短路还有一些基本功，这在今后登出 ……
4. 电源晶片没有输出?检查检查你的电源晶片输入与否正常吧，还须要检查的地方有使能信号，分压电阻，反馈网络 ……
5. 电源晶片输出值不在预料范围?如果超过很离谱，比如到了 10%，那么看看分压电阻先，这两个分压电阻一般要用 1%的精度，这个你做到了没有，同时看看反馈网络吧，这也会影响你的输出电源的范围。
6. 电源输出正常了，别高兴，如果有条件的话，拿示波器看看吧，看看电源的输出跳变与否正常。也就是抓取开电的瞬间，看看电源从无到有的情况(至于为什么要看着个，嘿嘿 …… 专业人士却是要看的～)
电源结构设计
无疑电源结构设计是整个电阻板最重要的一环。电源不稳定，其他啥都别谈。我想不用 balabala 述说它究竟有多么重要了。
在电源结构设计他们用得最多的场合是，从一个稳定的高电压得到一个稳定的低电压。这也就是经常说的 DC/DC，其中用得最多的电源稳压晶片有两种，一种叫 LDO(低压差线性稳压器，他们后面说的线性稳压电源，也是指它)，另一种叫 PWM（脉宽调制开关电源，他们在本文也称它开关电源）。他们常常听到 PWM 的效率高，但是 LDO 的响应快，这是为什么呢？别着急，先让他们看看它们的原理。
下面会涉及一些理论知识，但是依然非常浅显易懂，如果你要学，嘿嘿，得检查一下他们的基础了。
一、线性稳压电源的工作原理
如图是线性稳压电源内部结构的简单示意图。他们的目的是从高电压 Vs 得到低电压 Vo。在图中，Vo 经过两个分压电阻分压得到 V ，V 被送入放大器(他们把这个放大器叫做误差放大器)的正端，而放大器的负端 Vref 是电源内部的参照电平(这个参照电平是恒定的)。放大器的输出 Va 连接到 MOSFET 的栅极来控制 MOSFET 的阻抗。Va 变大时，MOSFET 的阻抗变大;Va 变小时，MOSFET 的阻抗变小。MOSFET 上的压降将是 Vs-Vo。
现在他们来看 Vo 是怎么稳定的，假设 Vo 变小，那么 V 将变小，放大器的输出 Va 也将变小，这将导致 MOSFET 的阻抗变小，这样经过同样的电流，MOSFET 的压差将变小，于是将 Vo 上抬来抑制 Vo 的变小。同理，Vo 变大，V 变大，Va 变大，MOSFET 的阻抗变大，经过同样的电流，MOSFET 的压差变大，于是抑制 Vo 变大。
二、开关电源的工作原理
如上图，为了从高电压 Vs 得到 Vo，开关电源采用了用一定占空比的方波 Vg1,Vg2 推动上下 MOS 管，Vg1 和 Vg2 是反相的，Vg1 为高，Vg2 为低;上 MOS 管打开时，下 MOS 管关闭;下 MOS 管打开时，上 MOS 管关闭。由此在 L 左端形成了一定占空比的方波电压，电感 L 和电容 C 他们可以看作是低通滤波器，因此方波电压经过滤波后就得到了滤波后的稳定电压 Vo。Vo 经过 R1、R2 分压后送入第一个放大器(误差放大器)的负端 V ，误差放大器的输出 Va 做为第二个放大器(PWM 放大器)的正端，PWM 放大器的输出 Vpwm 是一个有一定占空比的方波，经过门逻辑电阻处理得到两个反相的方波 Vg1、Vg2 来控制 MOSFET 的开关。
误差放大器的正端 Vref 是一恒定的电压，而 PWM 放大器的负端 Vt 是一个三角波信号，一旦 Va 比三角波大时，Vpwm 为高；Va 比三角波小时，Vpwm 为低，因此 Va 与三角波的关系，决定了方波信号 Vpwm 的占空比；Va 高，占空比就低，Va 低，占空比就高。经过处理,Vg1 与 Vpwm 同相，Vg2 与 Vpwm 反相；最终 L 左端的方波电压 Vp 与 Vg1 相同。如下图
当 Vo 上升时，V 将上升，Va 下降，Vpwm 占空比下降，经过们逻辑之后，Vg1 的占空比下降，Vg2 的占空比上升，Vp 占空比下降，这又导致 Vo 降低，于是 Vo 的上升将被抑制。反之亦然。
三、线性稳压电源和开关电源的比较
懂了线性稳压电源和开关电源的工作原理之后，他们就可以明白为什么线性稳压电源有较小的噪声，较快的瞬态响应，但是效率差;而开关电源噪声较大，瞬态响应较慢，但效率高了。
线性稳压电源内部结构简单，反馈环路短，因此噪声小，而且瞬态响应快(当输出电压变化时，补偿快)。但是因为输入和输出的压差全部落在了 MOSFET 上，所以它的效率低。因此，线性稳压一般用在小电流，对电压精度要求高的应用上。
而开关电源，内部结构复杂，影响输出电压噪声性能的因数许多，且其反馈环路长，因此其噪声性能低于线性稳压电源，且瞬态响应慢。但是依照开关电源的结构，MOSFET 处于完全开和完全关两种状态，除了驱动 MOSFET，和 MOSFET 他们内阻消耗的能量之外，其他能量被全部用在了输出(理论上 L、C 是不耗能量的，尽管实际并非如此，但这些消耗的能量很小)。
总而言之，要学好硬体电阻结构设计，首先要弄清楚工程项目需求，依照机能结构设计硬体构架，结合参照结构设计，多先进经验别人的结构设计丰硕成果，复加进他们的硬体工程项目上面来。
