当20年硬件老司机遇上直播之后…… | 问题解析+版主采访

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当20年硬件老司机遇上直播之后…… | 问题解析+版主采访

EDA365原创   作者：陆妹

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何平华 老师

电巢学堂特邀讲师、EDA365论坛特邀版主 ；HW公司前互连首席专家、中射频技术专家。

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何老师曾带领团队完成了无源链路仿真技术、板载无源器件设计、有源天线馈电网络预研、阵列天线方向图赋形遗传算法等技术开发项目；从无到有培养、组建了HW RF互连设计团队；从技术地图、流程规范、知识积累等方面建立起了全面完整的领域技术体系。是HW RF互连设计专家团队及技术平台建设奠基人。

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关于3月12日何老师当天直播中大家提出的技术问题，细心的何老师一一做出了解答，陆妹已经整理出来了。

何老师谦逊随和，交流技术问题耐心细致、深入浅出、乐于分享，熟悉的人都称他为“何大师”。所以在把技术解答分享给大家之前呢，先来看看“何大师”还有什么经验要跟大家分享？

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以下是陆妹就3月12日何老师直播分享之后对他做的简单采访，“何大师”很慷慨的分享了很多自己的过往经历和满满的经验，一起去看看吧……

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1、老师以前的技术分享都是通过论坛文字，或者EDA365的线下研讨会进行，现在换作线上直播的方式，老师有什么感受？

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何老师：感觉线上直播的分享方式像是对着空气讲课，而且看不到空气有任何反应，有点不适应。但是相比线下而言，各有利弊吧……

好处：

老师和学员都省去了舟车劳顿，节省了时间和成本，而且分享时间很好确定，上班八小时之外随时都可以开课。

不好的地方：

不能近距离接触和沟通，问题的讨论也是少了些许生动性，所以还是线上+线上相结合的方法更佳！

大家最近这段时间可以先通过线上学习和积累知识，待疫情结束的时候，我们相约EDA365线下技术研讨会，继续更加深入的讨论技术。

2、网上都说“何老师本身就是一本书”，那么您在刚踏入电子硬件行业时，学习方式都有哪些？

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何老师：（可爱状~）何老师怔住了，没听说过“何老师本身就是一本书”，毛老师、杜老师才是实实在在的好几本书！

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我踏入硬件行业还是90年代，与现在的情况完全不相同，但很多理念还是一样的。

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90年代计算机和互联网还没普及，只能从各种报纸杂志、器件手册、书籍中学习。

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首先，硬件讲究动手能力，纸上谈兵是不行的，只参加听课式的培训也不见得会有多大效果，只看书也是不行的（在这里先小小卖个关子）。

其次，兴趣是最好的老师。

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讲讲我的职业生涯，也许你们就能理解“为什么动手能力和兴趣很重要”：

我本科是半导体物理与器件专业，侧重于硅片的制造工艺，与现在从事的硬件（射频）领域关系不大，那是如何跨界改行的？

也是因为我对电子线路兴趣更大，于是在学习和工作的业余时间（划重点：业余时间）都在研究三极管电路。但总得与实际结合才行，所以就用三极管和面包板（或万能板）搭音频放大器，或者电池的充电检测电路、或者用运放做出声控灯泡电路（考题：如何用运放搭建一个双稳态电路）。

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如果想做印制电路板PCB，怎么办？要知道当年可没有现在这么多的民营PCB打板厂家，没有淘宝——所以就只能用刀刻。

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用什么刀？用废钢锯条磨成的尖刀。工具也得自己动手——作为宇宙间最高等动物，不只是会使用工具，还要会创造工具。

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只要用脑子想，办法只比困难多。例如我毕业分配至研究所，做芯片光刻工艺研究，就曾因工作的方便（大家别学），趁着没人的时候，操作芯片光刻机，从手工画PCB、匀光刻胶、烘干、曝光、显影、腐蚀、清洗，一条龙下来，都是可以锻炼到动手能力的：光刻机是自动传送圆形硅片的，而PCB是比较大的方形，过不了轨道，那就得手工放进光刻机内部的曝光台，并且改光刻机的参数、改曝光流程。还有，这个光刻生产线只能腐蚀铝或二氧化硅，没有三氯化铁如何腐蚀PCB上的铜？也得另外想办法，于是我就用清洗硅片的双氧水和盐酸混合，控制好温度后就能达到腐蚀铜的效果。

正因为掌握了这些简单电子线路的基础知识，胆子就大了起来，也敢扔掉研究所的铁饭碗，南下深圳找工作。——就算失败了又怎样，大不了回到小县城开电器维修店。

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第一份工作是有线对讲机研发，才第一次知道单片机是什么（各位硬件新手别笑！）。看见清华大学毕业的同事（无限崇敬~）编写单片机程序，心痒痒的想学，于是到书店误买了一本清华大学《汇编语言程序设计》，才发现是用于intel的CPU8086的，还好能在DOS操作系统下运行Debug程序，那总得编几行代码吧？

对，就是这本书（图片来自孔夫子旧书网）：

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所幸编码自己也是感兴趣的，于是编了个弹钢琴程序，200多行汇编语句，可将计算机键盘当做钢琴键，弹奏三个八度音的简谱，于是慷慨激昂的《霍元甲》、似水柔情的《在水一方》回荡在实验室里（当然是趁领导不在场的时候……）。

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当时的计算机没有声卡，所以要编代码用不同频率的方波驱动喇叭。但占空比50%的方波全部由奇次谐波合成，很难听。从乐理知道，偶次和声才最悦耳，想着如何用PWM脉冲驱动喇叭，还能调音量，扯远了……

后来我还专门自费（划重点：半个月工资）买了一块8051单片机编译板，用面包板、三极管、LED数码管、4X4按钮阵列搭建了个计算器原型，用8051单片机汇编语言完成十进制数的加减乘除运算，并显示在LED数码管上。动手做完这个计算器原型，对单片机的理解就更深刻了。

为了提高自己，要舍得掏腰包参与培训。既然舍得吃喝玩乐，为什么舍不得投资自己呢？投资自己，未来可能有百倍回报：例如，有了这些丰富的动手经验，也敢于去 HW 面试，居然通过了，并且一干就是十六年。

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（进入HW之后，这块单片机编译板送给毛老师了，当时我和毛老师是同事兼邻居，租住大冲村村长的握手楼。）

有个电动牙刷电路，单片机软件代码、硬件、PCB、BOM全套照抄都没抄成功：电机启动瞬间就复位。我直接在电话里远程做故障定位了：开关时间裕量不够导致电源瞬间短路使单片机复位，硬件延时不够软件补，不更改PCB和BOM，只需改软件代码，整改成本为零。如果没有单片机软件和硬件电路实际动手经验，是不可能这么快解决问题的。

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理论联系实际，比如需要定位问题，不要放过，越难越好，这是锻炼硬件能力的好机会，涉及理论分析、仪器操作、焊接等等。完成之后还要好好总结成一篇文章或ppt，这又是一次疏理知识点、查缺补漏理论知识的机会。

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居然找到了二十多年前的硬件笔记：

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（陆妹：这真的是很珍贵的东西呀！！）

我来深圳的第二家单位是赛霸电子，给爱立信ODM电话机的。由于欧洲交换机型号很多，所以各种型号的电话机要适配各个国家的交换机给出的不同制式的Caller ID信号，这需要单片机软件、硬件的修改。要用仪器测各信号之间的同步或握手关系，每一种型号的电话机软硬件的修改，都必须给出理论分析报告，并知会爱立信。这个动手定位故障的过程，就很好地锻炼了硬件能力。

将来你们想跳槽的时候，要想办法在面试官面前狠狠表现类似的故障定位过程，面试通过率也许会更高，开出的薪资也会更高。

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现在计算机和互联网普及之后，出版的各种专业书籍比当年丰富的多，网上培训课程也多了很多，学习的效率自然也高得多。

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但是，我还是那句话，纸上谈兵是不行的。

现在仿真软件普及，就有点接近于实战——虚拟的实战。跟着书籍或培训的例子，搭电路，仿真波形，观看结果。

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对了，毛老师写的书，里面的例子都是很棒的，可以练练。如果想速成，建议报名毛老师的线下课程，能用更快的时间掌握PCB仿真要点。

2000年，胡老师让我去 HW 无线产品线射频，专门跟着射频工程师学习RF PCB的设计技术，这么好的机会为什么能落到我头上？因为射频是模拟高频电路，而我对模拟电子线路很熟悉。（记笔记：平时注重提升自己能力，时刻准备着，机会来了就能抓住。）

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射频领域，对我来说是一个新的挑战，要钻研射频PCB图形构成的无源器件，理论学起来是枯燥的，但我知道HFSS能仿真天线和腔体滤波器的电磁场分布，那应该也能仿真PCB电磁场吧？修改模型看结果，不就等于实验室的cut & test调试过程吗？

于是就得想办法申请到用户权限，利用业余时间（因为HW工作量很大）自学HFSS6.0的DOS版本，当年搞不到参考资料，说是自学，其实就是摸索。在没有空调的大冲村三号厂房里，用了两个周末，大夏天挥汗如雨，才搞清楚HFSS建模仿真流程、参数设置等等，后来在射频组内和部门内部培训推广HFSS，使之成为PCB无源器件及无源链路建模的重要工具。我用这个软件验证并解决了很多实际问题，参见电巢射频系列课程相关知识点。

没人教，也没人要我学，但有兴趣去学，而且一技傍身不会失业，要有主动性。这也是我自己培养动手能力的另一个例子。

正是因为有HFSS一技傍身，2007年进入AAU有源天线预研团队，本意是要做射频无源仿真，但后来因为要快速评估各种方案可行性，需要快速得到馈电网络是如何影响天线方向图的，如果用HFSS，建模仿真都太慢了，所以自学Matlab。

Matlab启动界面：

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Matlab很庞杂，我不是不想学Matlab，只是精力有限，所以只自学了其中对我有用的编程方法（敲黑板：现学现用），只需要能编代码做XXX馈电网络前仿真、多通道TRX校准精度的指标分配、任意方向图优化算法等等就行了。

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上述技术积累也助了HW 5G一臂之力。

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退休后用Matlab选股，搞交易策略算法，赚点小钱，但一碰上2015年股灾，技术派全军覆没。

反正在家闲着也是闲着，来搞点简单的电路玩玩——全分立器件音频功率放大器：

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3、您怎么看待如今新生代硬件工程师“急于求成”的心理？

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何老师：急于求成意味着有清晰的奋斗目标、上进心强，这是大好事啊。比啃老族、佛系青年、宅瘫们强多了！值得鼓励。

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但现在的硬件知识范围宽广，比90年代多，不可能一口吃个胖子，不能好高骛远、眼高手低。建议从简单的，与工作相关性强的知识点下手，学以致用、现学现用（划重点：还是动手能力），效率最高。

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学到的一定要用起来，不用起来，很快就会忘记。

假如你现在做纯粹的Layout工作，那就扩张知识边界，去主动学习信号完整性仿真技术、EMC等。

假如原来做电路原理设计的，那就再学点单片机、射频、FPGA、算法等等。

总结硬件学习的几个关键词：

• 兴趣
• 上进心
• 主动性
• 危机意识
• 理论联系实际
• 动手能力
• 自掏腰包
• 扩展知识边界
• 现学现用
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回顾一下我曾经自学过（本科阶段没学过）的硬件知识。

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希望何老师的走心分享可以给到大家一些帮助和启发，如果大家在工作或者学习中有什么问题，欢迎随时在EDA365电子论坛或者微信平台留言给我们。

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以下是何老师关于当日直播问题的答疑（课程回放已经上传，大家可以在电巢APP观看）：

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Question 1：这里Q值定义是？

Q值就是传统的定义，处于最低自谐振频率的屏蔽腔，等效于LC并联谐振电路。所以屏蔽腔最低自谐振频率的Q值，也等效于LC并联谐振电路的Q值，例如Q值等于振荡能量与损失能量之比。

我们看到本征仿真的自谐 振频率Q值也有100左右，看起来Q值也不低，但是屏蔽腔毕竟不是谐振腔，内部的PCB和元件不能正好形成合适的加载结构。

所以Q值100的本征模式是谐 振不起来的，所以不用关心。根据仿真经验，我们要关注那些Q值超过1000的自谐振频率。

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Question 2：为什么缝隙越大，隔离度越大？

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因为屏蔽盖缝隙越大，屏蔽腔就会越开放些，开放的屏蔽腔会对外辐射能量，会降低自谐振的Q值，Q值会降到谐振不起来的适度。

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我们的前两步的仿真模型中，已经证明了屏蔽腔内部隔离度与自谐振密切相关：本征模式仿真的高Q值自谐振频点正好是隔离度劣化尖峰频点。

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所以缝隙越大，自谐振Q值越低，腔体越不容易谐振，那么隔离度就越高。

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Question 3：请问Q值怎么定义呢？阻抗虚部除以整部？为什么Q 值高频率选择性高？

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谐振电路（或谐振结构）的Q值都是一样定义的。

Q值就是传统的定义，处于最低自谐振频率的屏蔽腔，等效于LC并联谐振电路。所以屏蔽腔最低自谐振频率的Q值，也等效于LC并联谐振电路的Q值，例如Q值等于振荡能量与损失能量之比。

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这位网友问的都是基本理论，建议网友自己找相关资料学习，书上讲的肯定比何老师回答的更精确。

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Question 4：结构越小自谐振频率越高吗？

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那当然是。

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无源射频微波电路有等比例缩放的特点。3D结构尺寸等比例变化，则特征曲线在频率轴上等比例平行移动。

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Question 5：改如何增大近场磁场，而减小远场（四分之一波长以外）的辐射？

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没有描述清晰的场景，所以网友的这个问题无法回答。

（陆妹tip：提出该问题的网友，可以在EDA365电子论坛<射频RF|微波技术>板块发帖提问。）

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Question 6：带孔缝的腔体能仿真自谐振频率吗? 用本征模求解？

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能仿真；是用本征模求解的。

但要设置好模型的边界条件，要与真实情况一致，否则仿真结果是不对的。

如果能量会从孔缝辐射出去，那么就要在腔体外面罩个较大的六面体空气盒，并将空气盒的六个面设置为辐射边界条件（吸收边界条件）。

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Question 7：射频功放板也是有这种模型仿真吗？

HFSS只能仿真无源电路，所以只能仿真没有电源的功放板。

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HFSS无法仿真有源电路，因此不能仿真功放板的有源参数，如功率、谐波失真等。

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出品丨EDA365

特邀嘉宾 | 何平华老师

原创作者丨陆妹

插画绘制丨君君

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注：本文为EDA365电子论坛原创文章，未经允许，不得转载。

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