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读书是一种心态，分享是一种快乐。

3 让你的软件飞起来

作者的观点其实让软件的参数，并行运行，N和N+1，同步进行，只传递一个数值N，而不是顺序进行，这样能提高效率，充分利用了CPU。

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其实，如果再加上以下措施，应该还可以更快：

把查表的数据放置在CPU的高速数据CACHE里面

把函数calc_lum()用汇编语言来写

其实，CPU的潜力很大，，

不要抱怨你的CPU，记住一句话，“只要功率足够，砖头都能飞！”。

同样的需求，写法不一样，时间可以从120s变化为0.5s，说明CPU的潜力很大！看你如何去挖掘。

我想：要是Microsoft的工程师都像我这样就可以用486跑Windows XP 了！

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4 设计的中庸之道

人性之中有三个要素：情欲、德行和理智。德行是调节情欲与理智的杠杆；情欲强而理智弱则流于放荡，理智强而情欲弱则失于冷酷。一个健康的人性，应是情与理的平衡，他所做的事情便会合情合理，为多数人所接受，这是一种理性精神。

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作者举一个设计不合理的例子，是一个EDN论坛上的贴子，下图是其所配的插图。

这是他的提问：

各位前辈们好：

      新近公司，头头安排做一个12V铅酸蓄电池充电器，要求电路简单，能防过充，不知如何选阿訇搜，网上有用UC3906做的，但芯片价格偏贵，这是另一个电路，给2节12V电池充电，请教各位前辈们，可以指导我一下此图电路原理吗？如果改动成只提供一节电池充电，如何下手？不胜感激！

 作者用一分钟看出了其中的N个错误，估计是菜鸟画的。这个设计十分不合理，既没有考虑电路量产时的便利性，也没有考虑电池是否长寿，更没有考虑充电器本身是否节能。

 首先一个错误，这里不应该使用电位器。电位器在生产的时候多一个调整的工序，像电池充电那种需要精确控制充电电压的电路，如果稍微调偏一点，要么电池不能充饱，要么电池就会过充。而且电位器很不耐酸碱环境，长期在酸碱度大的空气中（铅酸蓄电池工作的环境经常就是强酸性环境），电位器老化速度快10倍都有可能。

这个电路设计者，是想利用7824的稳定电压，取一般出来，作为稳定的参考源，以完成恒压控制。但是他可能不知道，稳压三端的电压稳定度是不需要那么高的，一般在额定值的上下3%~5%都可以。7824稳压IC的规格书，该IC厂家说了，23~25V的输出都是正常的。所以当采购一个大批量的时候，很可能会有一部分IC的电压就会落在23V或者25V。这样经过电位器分压后，就会对应的少了0.5V或者多了0.5V的参考电压，而作为铅酸蓄电池用恒压充电方式来说，少0.5V电池就充不饱，多0.5V电池就过充。

这里不应该使用LM339，LM339是电压比较器，而不是运算放大器。这个电路一看就知道，整个电路处于深度负反馈的线性状态，这时候，用运算放大器才是上上之选。所以这个电路，我觉得用LM358、TL084或者LM324都可以，只是别去用比较器。因为比较器的输出非0即1，输出中间电压，对它来说不适合。

 这个三极管在充电的时候，处于线性状态，发热会很严重。因为在充电的时候这个管子会有3~6V电压降，假设充电电流1A，那这个三极管就浪费了3~6w的能源。所以从节能的角度说，这样的线性充电电路架构，是不合理的。发热大的电路，电路的可靠性一般也会低一些。因为长期的发热，容易造成器件和电路板焊点加速老化。

作者改进以下几个地方：

使用TL431作基准源，电路的稳定性大幅度提高。

取消了电位器，减少了加工工序。也降低了以内电位器失效导致整个电路板失效的可能。

主放大器更改成了更适合线性工作，且非常便宜的LM358。

运算放大器的“-”输入端对地接了一个104电容，这样可以滤掉由电池方向而来的噪声。

参考电压由12V下降到了2.5V

恒压充电的终止电压，设计成13.9V，而不是12V。这样更符合铅酸电池的特性。

7824更换成了更容易采购、更便宜的7812。

7812的输入电压从28V降低到16~18V，这样可以降低7812输入端前面电压的造价。因为电压高了，所用到的器件基本会贵一些。

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11 搞定电源

11.1 电路板上的电源就相当于人体的循环系统

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身体供血不稳定就相当于电源系统的脉动纹波。

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11.2   电源一定要留余量

电源一定要留足余量，一般要比负载峰值耗电至少多20%，这样比较安全。

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通常电源余量不足，电源会工作在极限状态，电源的纹波会剧烈上升。

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不过，如果是大电流应用，最好不要用LDO之类的线性稳压器.

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关于电源部分的布线，要注意如下的几个方面：

1.两条线环路过大。

2.电气点的线路过长。

3.功率线路的铜箔宽度宽一些、连接电缆也尽量粗一些。

4.功率器件及干扰源器件要注意摆放的位置和方向，否则也会使电路板上的敏感部位受到干扰。

5.退偶电容的容量不足，或者在电路板上安排的位置不合理。

11.3 纹波所带来的一系列麻烦

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所谓纹波就是叠加在直流电源上的小幅度的交流的信号。

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11.4 如何镇压电源的纹波

使用LDO可以有效地降低纹波，因为LDO工作于完全的负反馈方式，所以它的电源抑制比(PSRR)较开关电源要优秀得多。

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有三种常用的方法来使信号路径中的噪声和纹波最小：非常仔细的系统PCB布局、恰当的电源旁路处理以及正确的电源选择。

在作电源旁路的时候，陶瓷电容器通常是旁路高频的首选，因为它们价格低而且故障模式是断路，相比之下钽电容器比较昂贵且其故障模式是短路。

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钽电容负责衰减频率中等的纹波。

陶瓷电容负责衰减频率较高的纹波

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11.6.2 热阻

所谓“热阻”（thermal  resistance），是指放映阻止热量传递能力的综合参量。

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11.6.3 DC/DC工作频率

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电感都是用铜线绕制的，是有直流电阻的。

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11.6.4纹波

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处理这种问题的经验是：对这种噪声最好的控制办法就是，将几个元件的GND都以最短路径连接在一起。因为所有使用的导体都不是超导体，都有一定的电阻，瞬间的大电流很容易产生压降而推高纹波。同时这些导体还有分布电感....................

11.8 电源什么时候才算是正常的

没有纹波的电源不存在。

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电源的噪声是在可容忍的范围内.

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10 搞定噪声

10.1  低阻抗！低阻抗！

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人体自身是导电体，在空间电磁波和空间磁场的辐射下，会产生感应电压。所以也是一个比较强的噪声信号源，当它靠近电路后，通过分布电容和空间辐射来影响电路。只要能平衡好信号和噪声的比值，就很容易解决这个问题。

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一句话总结本节的核心思想：

把电路设计成低阻抗，可以有效降低噪声对电路的影响！因为噪声源大多是高内阻的。

10.2 恐怖的火花干扰

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DC/DC隔离电源虽然可以大幅度降低传导干扰，但是它却不能根治这种干扰。这是因为隔离DC/DC内部在输入电压一侧和输出电压一侧之间，一般就用开关变压器和光电耦合器来进行连接。开关变压器负责将输入一侧的能量以隔离的方式传递给输出一侧；而光电耦合器负责将输出一侧的电压误差信息传递到输入一侧的震荡电路，以调控开关变压器输送过来的能量大小，达到稳定电压的目的。按理说，这样的隔离，应该能够彻底隔断电子点火器过来的传导干扰。可问题就在于无论是开关变压器还是光电耦合器，它们相互隔离的两侧，之间的距离很近。所以就有比较大的分布电容存在。尤其是开关变压器，它通过一层一层的线圈来传导能量，一层一层的线圈是平行排列的。分布电容尤其大。..................

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铁氧体磁环，一般使用铁氧体材料（Mn-Zn）制成。

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铁氧体是一种利用高导磁性材料渗合其他一种或多种镁、锌、镍等金属在2000度烧聚而成的。

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将电源的两根线（正负并排）同时穿过一个磁环，有效信号为差模信号，EMI吸收磁环/磁珠对其没有任何影响，而对于共模信号（电火花干扰脉冲）则会表现出较大的电感量。磁环的使用中还有一个较好的方法是让穿过磁环的导线反复绕几下，以增加电感量。铁氧体抑制元件应当安装在靠近干扰源的地方。

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提示：

由于铁氧体可以衰减较高频同时让较低频几乎无阻碍地通过，故在EMI控制中得到了广泛的应用。用于EMI吸收的磁环/磁珠可制成各种形状，广泛应用于各种场合。如在PCB板上，可加在DC/DC模块、数据线或电源线等处。它吸收所在线路上的高频干扰信号，但却不会在系统中产生新的零极点，不会破坏系统的稳定性。

10.3 注意你的高速数字信号

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很多的贴片电阻，而且都靠近连接器的位置，这些基本都是降低振铃和反射等问题用的。

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为什么三个电阻会解决这么大问题？

在这个电路里面，时钟的频率大约800KHZ，不连接J2，HOST CPU输出来的信号，通过很短的路径就可以到达CHIP 1，但是连接J2后，由于电缆的存在，信号的通路多了一个分支，这样为信号线增加了一些不必要的分布电感和电容。而导致信号畸变。

由于R4、R5、R6、R7、R8和R9的存在，可以尽可能减小这些分布电容和电容导致的信号振铃和反射。