一、运放电路应用实例分析
同相放大器
运放的同相放大器形式，它的输出信号与输入信号的相位相同，即：同一时刻的极性是相同的。
同相放大器的电路形式，如下图所示：
运放的同相放大器形式
同相放大器的增益，由Rf和Rs决定，并且总是大于1。
增益K计算公式如下：
K=1+Rf/Rs
同相放大器，施加的反馈方式是电压串联负反馈，这种负反馈具有增大输入电阻、降低输出电阻的作用。
然而，反馈深度又决定了输入电阻、输出电阻的改变程度。
当Rs的阻值接近无穷大时，同相放大器的增益无限接近1，此时的效果等效为电压跟随器，此时把Rf减小到0，性能基本不变，此时，电压跟随器的电路形式如下图所示：
运放的电压跟随器形式
电压跟随器，通常用在高阻抗电路与低阻抗负载之间的匹配，起到缓冲/隔离的作用。关于运放的视频，请移步此处:看懂运算放大器原理。
由于电压跟随器，有很深的负反馈，获得的缓冲/隔离作用远胜于单个分立元件组成的电压跟随器。
反相放大器
运放的反相放大器形式，它的输出信号与输入信号的相位相反，即：同一时刻的极性是相反的。
反相放大器的电路形式，如下图所示：
运放的反相放大器形式
反相放大器的增益，由Rf和Rs决定，增益可以小于1、等于1、大于1。
增益K计算公式如下：
K=-Rf/Rs
式中的‘负号’表示输出极性与输入极性相反。
反相放大器，施加的反馈方式是电压并联负反馈，这种负反馈，能减小输入和输出电阻的作用。
然而，反馈深度又决定了输入电阻、输出电阻的改变程度。
由于负反馈的作用，运放的反相输入端成为交流电位与地相等的虚地。
利用这个虚地，反相放大器可以成为多个输入信号叠加的加法器。
运放的加法器形式，如下图所示：
运放的加法器形式
加法器的输出信号Ao≈-Rf·（1/R1·V1+1/R2·V2+。。.+1/Rn·Vn）
可见，输出信号是各个输入信号按比例叠加的结果，电阻R1至Rn可以分别控制各个输入信号的混合比例。
加法器在多路信号的混合上有着很多的应用。
反相放大器，在单管放大电路上也有一样的用法，如下图所示：
单管与运放组成的反相放大器对比
积分器
如果把反相放大器的电阻Rf用电容Cf替换，此时就变成了一个积分器。
如下图所示：
积分器
积分器，实质上等效于一个低通滤波器，滤波器的截止频率fo的计算公式如下：
fo=1/2π·Cf·Rs
当输入频率等于fo时，积分器的增益等于1。
当输入频率低于fo时，积分器的增益以6dB/oct的斜率，随着输入频率的降低而升高，直到达到运放的开环增益为止。
积分器常用于取出信号中的直流分量。
如果使用单纯RC型低通滤波器，来获得同样的效果，电容取值要比积分器的Cf大得多，需要的容量大概是开环增益值乘以Cf这个数值，这几乎不能实现，或者是造价太高了。
因此积分器，被大量用在伺服系统中，有些音频放大器，就是利用运放的积分器，组成DC伺服电路，以便让放大器的直流偏移电压控制在最小值。
二、在晶振两边各接一对地电容的原因
很多开发者对晶振两边要各接一个对地电容的做法表示不理解，因为这个电容有时可以去掉。参考很多书籍，却发现书中讲解的很少，提到最多的往往是：对地电容具稳定作用或相当于负载电容等，都没有很深入地去进行理论分析。
另外一方面，很多爱好者都直接忽略了晶体旁边的这两个电容，他们认为按参考设计做就行了。但事实上，这是振荡电路，又称“三点式电容振荡电路”，如下图所示。
MCU三点式电容振荡电路
其中，Y1是晶体，相当于三点式里面的电感；C1和C2是电容，而5404和R1则实现了一个NPN型三极管（大家可以对照高频书里的三点式电容振荡电路）。
接下来将为大家分析一下这个电路
首先，上面电路图中5404必须搭一个电阻，不然它将处于饱和截止区，而不是放大区，因为R1相当于三极管的偏置作用，能让5404处于放大区域并充当一个反相器，从而实现NPN三极管的作用，且NPN三极管在共发射极接法时也是一个反相器。
其次将用通俗的方法为大家讲解一下这个三点式振荡电路的工作原理。
众所周知，一个正弦振荡电路的振荡条件为：系统放大倍数大于1，这个条件较容易实现；但另一方面，还需使相位满足360°。而问题就在于这个相位：由于5404是一个反相器，因此已实现了180°移相，那么就只需C1、C2和Y1再次实现 180°移相就可以了。恰好，当C1、C2和Y1形成谐振时，就能实现180移相；最简单的实现方式就是以地作为参考，谐振的时候，由于C1、C2中通过的电流相同，而地则在C1、C2之间，所以恰好电压相反，从而实现180移相。
再则，当C1增大时，C2端的振幅增强；当C2降低时，振幅也增强。有时即使不焊接C1、C2也能起振，但这种现象不是由不焊接C1、C2的做法造成的，而是由芯片引脚的分布电容引起，因为C1、C2的电容值本来就不需要很大，这一点很重要。
那么，这两个电容对振荡稳定性到底有什么影响呢？
由于5404的电压反馈依靠C2，假设C2过大，反馈电压过低，这时振荡并不稳定；假设C2过小，反馈电压过高，储存能量过少，则容易受外界干扰，还会辐射影响外界。而C1的作用与C2的则恰好相反。在布板的时候，假设为双面板且比较厚，那么分布电容的影响则不是很大；但假设为高密度多层板时，就需要考虑分布电容，尤其是VCO之类的振荡电路，更应该考虑分布电容。
因此，那些用于工控的项目，建议最好不要使用晶体振荡，而是直接接一个有源的晶振。
很多时候大家会采用32.768K的时钟晶体来做时钟，而不是通过单片机的晶体分频来做时钟，其中原因想必很多人也不明白，其实上这是和晶体的稳定度有关：频率越高的晶体，Q值一般难以做高，频率稳定度也比较差；而 32.768K晶体在稳定度等各方面的性能表现都不错，还形成了一个工业标准，比较容易做高。另外值得一提的是，32.768K是16 bit数据的一半，预留最高1 bit进位标志，用作定时计数器内部数字计算处理也非常方便。
三、单片机工作电压5V的来历
5V来自于TTL电平。5为True，0为False，之后用了压降更低的PN节，衍生出了3.3这个电平。
12V和24V来自于汽车电瓶，早年乘用车又12V和24V两个系统，现在一般小型车12V，商用车24V，再究其由来应该是铅酸电池。
所以3.3V和5V一般出现在信号电路或者单片机等VCC供电，而12V/24V一般出现在低压动力电，例如主板、显卡、轴流风机、监控器。硬件决定系统基础，如果锂电池早点应用的话估计还会有3.7/7.4这个系统。
为什么很多单片机的工作电压是5v？
因为大多数芯片都是5V的TTL电平，要做到电平兼容，电平匹配，避免要电平转换操作，所有很多单片机的工作电压都是5V。早期（196x）的晶体管电路（TTL）单管的压降是0.7V。一个电路里经常有多个晶体管串联。比如4管串联，电源至少保证0.7x4=2.8v才能保证电路正常工作。所以最早有3V 5V等标准。后来LM7805（197x）电源IC出来以后，5V成了事实标准。
TTL指的是TTL电平，0~5V之间，小于0.2V输出低电平，高于3.4V输出高电平。全称Transistor-Transistor Logic，即BJT-BJT逻辑门电路，是数字电子技术中常用的一种逻辑门电路，应用较早，技术已比较成熟。TTL主要有BJT（Bipolar Junction Transistor 即双极结型晶体管，晶体三极管）和电阻构成，具有速度快的特点。最早的TTL门电路是74系列，后来出现了74H系列，74L系列，74LS，74AS，74ALS等系列。
但是由于TTL功耗大等缺点，正逐渐被CMOS电路取代，2.4V，输出低电平《0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V，输出低电平是0.2V。最小输入高电平和低电平：输入高电平》=2.0V，输入低电平《=0.8V，噪声容限是0.4V。
为什么很多都是5V，而且有大量电源芯片支持的也是5V。
电压浮动为5%，而电压标准，在A/D当中使用，标准应该是5.12V。
因为512 是2的N次方，这样A/D 的每一个字都是一个整数，当作为无符号计算的时候，更简单，但是没见到哪个成品用这个电压的，大部分都是5V，为什么不用呢？
因为做5.12的标准电压成本会成倍增长。5V与5.12V精度差别在百倍，小数点后0.12V，基本很难做到高精度标准电压，市场通用电压为5V，上浮一定百分比。
2008年11月发布的STC12系列单片机数据手册中，STC12C系列的单片机电压范围是3.3~5.5V；STC12L系列的单片机电压范围是2.2~3.6V。如果选择STC12C系列的单片机，只要单片机的工作频率不是太高，使用3.7V供电是没有任何顾虑的，官方声称单片机的抗干扰能力可以达到4000V，但实际应用说法不一。
大多数单片机都是 TTL 电平，各自的高低电平定义不一样；
当电源电压为5V时：51，AVR单片机是5V；
当电源电压为3.3V时：51，AVR单片机高电平是3.3V；
ARM如LPC2138，电源电压只能为3.3V，IO输出高电平为3.3V；
但IO口可承受5V电压现在单片机工作电压主要有两种：一种工作在3.3V 一种工作在5V。
四、单片机中常用的负电压是怎样产生的
负电压的产生电路图原理
在电子电路中我们常常需要使用负电压，比如说我们在使用运放的时候常常需要建立一个负电压。下面就简单的以正5V电压到负电压5V为例说一下它的电路。
通常需要使用负电压时一般会选择使用专用的负压产生芯片，但这些芯片都比较贵，比如ICL7600，LT1054等。差点忘了MC34063了，这个芯片使用的最多了，关于34063的负压产生电路这里不说了，在datasheet中有的。下面请看我们在单片机电子电路中常用的两种负电压产生电路。
现在的单片机有很多都带有了PWM输出，在使用单片机的时候PWM很多时候是没有用到的，用它辅助产生负压是不错的选择。开发板商城whaosoft~物联网aiot设备用做测试
上面的电路是一个最简单的负压产生电路了。使用的原件是最少的了，只需要给它提供1kHz左右的方波就可以了，相当简单。这里需要注意这个电路的带负载能力是很弱的，同时在加上负载后电压的降落也比较大。
由于上面的原因产生了下面的这个电路：
负电压产生电路分析
电压的定义：电压（voltage），也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功，电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
说白了就是：某个点的电压就是相对于一个参考点的电势之间的差值。V某=E某-E参。一般把供电电源负极当作参考点。电源电压就是Vcc=E电源正-E电源负。
想产生负电压，就让它相对于电源负极的电势更低即可。要想更低，必须有另一个电源的介入，根本原理都是利用两个电源的串联。电源2正极串联在参考电源1的负极后，电源2负极就是负电压了。
一个负电压产生电路：利用电容充电等效出一个新电源，电容串联在GND后，等效为电源2，则产生负电压。
1、电容充电：当PWM为低电平时，Q2打开，Q1关闭，VCC通过Q2给C1充电，充电回路是VCC-Q2-C1-D2-GND，C1上左正右负。
2、电容C1充满电。
3、电容C1作为电源，C1高电势极串联在参考点。C1放电，从C2续流，产生负电压。
当PWM为低电平时，Q2关闭，Q1打开，C1开始放电，放电回路是C1-C2-D1，这实际上也是对C2进行充电的过程。C2充好电后，下正上负，如果VCC的电势为5点几伏，就可以输出-5V的电压了。
产生负电压（-5V）的方案。
7660和MAX232输出能力有限，做示波器带高速运放很吃力，所以也得用4片并联的方式扩流。第一版是7660两片并联的。
用普通的DC/DC芯片都可以产生负电压，且电压精确度同正电压一样，驱动能力也很强，可以达到300mA以上。
一般的开关电源芯片都能产生负电压，实在不行用开关电源输出的PWM去推电荷泵，也可以产生较大的电流，成本也很低，不知纹波要求多少，电荷泵用LC滤波之后纹波相当小的。7660是电荷泵，所以电流很小。
整个示波器的设计，数字电源的+5V和模拟电源的+５V是分开供电的，但是数字地和模拟地应该怎么处理呢？
数字地和模拟地是一定要连在一起的，不然电路没法工作。
数字部分的地返回电流不能流过模拟部分地，两个地应该在稳定的地参考点连在一起。
负电压的意义
- 人为规定
例如电话系统里是用-48V来供电的，这样可以避免电话线被电化学腐蚀。当然了，反着接电话也是可以工作的，无非是电压参考点变动而已。 - 通讯接口需要
例如RS232接口，就必须用到负电压。-3V～-15V表示1，+3～+15V表示0。这个是当初设计通讯接口时的协议，只能遵守咯。PS:MAX232之类的接口芯片自带电荷泵，可以自己产生负电压。 - 为（非轨到轨）运放提供电源轨
老式的运放是没有轨到轨输入/输出能力的，例如OP07，输入电压范围总是比电源电压范围分别小1V，输出分别小2V。这样如果VEE用0V，那么输入端电压必须超过1V，输出电压不会低于2V。这样的话可能会不满足某些电路的设计要求。为了能在接近0V的输入/输出条件下工作，就需要给运放提供负电压，例如-5V，这样才能使运放在0V附近正常工作。不过随着轨到轨运放的普及，这种情况也越来越少见了。 - 自毁电路
一般来说芯片内部的保护电路对于负电压是不设防的，所以只要有电流稍大，电压不用很高的负电压加到芯片上，就能成功摧毁芯片。
五、恒流电路的三种设计方案
作为硬件研发工程师相信对恒流电路不会陌生，本文介绍下三种恒流电路的原理图。
三极管恒流电路
三极管恒流电路
三极管的恒流电路，主要是利用Q2三极管的基级导通电压为0.6~0.7V这个特性；当Q2三极管导通，Q1三极管基级电压被拉低而截止，负载R1不工作；负载R1流过的电流等于R6电阻的电流（忽略Q1与Q2三极管的基级电流），R6电阻的电流等于R6电阻两端的0.6~0.7V电压除以R6电阻阻值（固定不变），因此流过R1负载的电流即为恒定不变，即使R1负载的电源端VCC电压是可变的，也能达到恒流的电路效果
运放恒流电路
运放恒流电路
运放的恒流电路，主要是利用运放的“电压跟随特性”，即运放的两个输入引脚Pin3与Pin2电压相等电路特性。关于运放的文章推荐:看懂运算放大器原理。
当在电阻R4输入Vin稳定电源电压时，电阻R7两端的电压也为Vin不变，因此无论外界电路如何变化，流过R7电阻的电流是不变的；同三极管恒流电路原理分析一样，R2负载的电流等于R7电阻的电流，所以即使R2负载的电源为可变电压电源，R2负载的电流也是保持固定不变，达到恒流的效果。
除去运用三极管与运放设计的恒流电路，芯片哥介绍另外一种恒流电路设计方案，主要是利用稳压二极管的稳压特性。
稳压二极管恒流电路
稳压二极管恒流电路
稳压二极管的恒流电路中，三极管Q4的基级电压被限定在稳压二极管工作的稳定电压Uzd下，因此R10电阻的电压等于Uzd减去三极管基级与发射级的导通压降0.7V，即U=Uzd-0.7保持恒定不变，所以流过R10电阻的电流在VCC电源即使可变的条件下也是固定不变，也就是R8负载的电流保持不变，达到恒流的效果。
六、PCB设计中的EMC技术
除了元器件的选择和电路设计之外，良好的印制电路板（PCB）设计在电磁兼容性中也是一个非常重要的因素。PCB EMC设计的关键，是尽可能减小回流面积，让回流路径按照设计的方向流动。最常见返回电流问题来自于参考平面的裂缝、变换参考平面层、以及流经连接器的信号。跨接电容器或是去耦合电容器可能可以解决一些问题，但是必须要考虑到电容器、过孔、焊盘以及布线的总体阻抗。本讲将从PCB的分层策略、布局技巧和布线规则三个方面，介绍EMC的PCB设计技术。
PCB分层策略
电路板设计中厚度、过孔制程和电路板的层数不是解决问题的关键，优良的分层堆叠是保证电源汇流排的旁路和去耦、使电源层或接地层上的瞬态电压最小并将信号和电源的电磁场屏蔽起来的关键。从信号走线来看，好的分层策略应该是把所有的信号走线放在一层或若干层，这些层紧挨著电源层或接地层。对於电源，好的分层策略应该是电源层与接地层相邻，且电源层与接地层的距离尽可能小，这就是我们所讲的“分层”策略。下面我们将具体谈谈优良的PCB分层策略。
1．布线层的投影平面应该在其回流平面层区域内。布线层如果不在其回流平面层地投影区域内，在布线时将会有信号线在投影区域外，导致“边缘辐射”问题，并且还会导致信号回路面积地增大，导致差模辐射增大。
2．尽量避免布线层相邻的设置。因为相邻布线层上的平行信号走线会导致信号串扰，所以如果无法避免布线层相邻，应该适当拉大两布线层之间的层间距，缩小布线层与其信号回路之间的层间距。
3．相邻平面层应避免其投影平面重叠。因为投影重叠时，层与层之间的耦合电容会导致各层之间的噪声互相耦合。
多层板设计：
时钟频率超过5MHz，或信号上升时间小于5ns时，为了使信号回路面积能够得到很好的控制，一般需要使用多层板设计。在设计多层板时应注意如下几点原则：
1．关键布线层（时钟线、总线、接口信号线、射频线、复位信号线、片选信号线以及各种控制信号线等所在层）应与完整地平面相邻，优选两地平面之间，如图1所示。关键信号线一般都是强辐射或极其敏感的信号线，靠近地平面布线能够使其信号回路面积减小，减小其辐射强度或提高抗干扰能力。
图1 关键布线层在两地平面之间
2．电源平面应相对于其相邻地平面内缩（建议值5H～20H）。电源平面相对于其回流地平面内缩可以有效抑制“边缘辐射”问题，如图2所示。
图2电源平面应相对于其相邻地平面内缩
此外，单板主工作电源平面（使用最广泛的电源平面）应与其地平面紧邻，以有效地减小电源电流的回路面积，如图3所示。
图3 电源平面应与其地平面紧邻
3．单板TOP、BOTTOM层是否无≥50MHz的信号线。如有，最好将高频信号走在两个平面层之间，以抑制其对空间的辐射。
单层板和双层板设计：
对于单层板和双层板的设计，主要应注意关键信号线和电源线的设计。电源走线附近必须有地线与其紧邻、平行走线，以减小电源电流回路面积。
单层板的关键信号线两侧应该布“Guide Ground Line”，如图4所示。双层板的关键信号线地投影平面上应有大面积铺地，或者同单层板地处理办法，设计“Guide Ground Line”，如图5所示。关键信号线两侧地“保卫地线”一方面可以减小信号回路面积，另外，还可以防止信号线与其他信号线之间地串扰。
图4单层板的关键信号线两侧布“Guide Ground Line”
图5 双层板的关键信号线地投影平面上大面积铺地
总的来说，PCB板的分层可以依据下表来设计。
PCB布局技巧
PCB布局设计时，应充分遵守沿信号流向直线放置的设计原则，尽量避免来回环绕，如图6所示。这样可以避免信号直接耦合，影响信号质量。此外，为了防止电路之间、电子元器件之间的互相干扰和耦合，电路的放置和元器件的布局应遵从如下原则：
图6 电路模块沿信号流向直线放置
1．单板上如果设计了接口“干净地”，则滤波、隔离器件应放置在“干净地”和工作地之间的隔离带上。这样可以避免滤波或隔离器件通过平面层互相耦合，削弱效果。此外，“干净地”上，除了滤波和防护器件之外，不能放置任何其他器件。
2．多种模块电路在同一PCB上放置时，数字电路与模拟电路、高速与低速电路应分开布局，以避免数字电路、模拟电路、高速电路以及低速电路之间的互相干扰。另外，当线路板上同时存在高、中、低速电路时，为了避免高频电路噪声通过接口向外辐射，应该遵从图7中的布局原则。
图7 高、中、低速电路布局原则
3．线路板电源输入口的滤波电路应应靠近接口放置，避免已经经过了滤波的线路被再次耦合。
图8 电源输入口的滤波电路应应靠近接口放置
4．接口电路的滤波、防护以及隔离器件靠近接口放置，如图9所示，可以有效的实现防护、滤波和隔离的效果。如果接口处既有滤波又有防护电路，应该遵从先防护后滤波的原则。因为防护电路是用来进行外来过压和过流抑制的，如果将防护电路放置在滤波电路之后，滤波电路会被过压和过流损坏。此外，由于电路的输入输出走线相互耦合时会削弱滤波、隔离或防护效果，布局时要保证滤波电路（滤波器）、隔离以及防护电路的输入输出线不要相互耦合。
图9接口电路的滤波、防护以及隔离器件靠近接口放置
5．敏感电路或器件（如复位电路等）远离单板各边缘特别是单板接口侧边缘至少1000mil。
6．存在较大电流变化的单元电路或器件（如电源模块的输入输出端、风扇及继电器）附近应放置储能和高频滤波电容，以减小大电流回路的回路面积。
7．滤波器件需并排放置，以防止滤波后的电路被再次干扰。
8．晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件远离单板接口连接器至少1000mil。这样可将干扰直接向外辐射或在外出电缆上耦合出电流来向外辐射。
PCB布线规则
除了元器件的选择和电路设计之外，良好的印制电路板（PCB）布线在电磁兼容性中也是一个非常重要的因素。既然PCB是系统的固有成分，在PCB布线中增强电磁兼容性不会给产品的最终完成带来附加费用。任何人都应记住一个拙劣的PCB布线能导致更多的电磁兼容问题，而不是消除这些问题，在很多例子中，就算加上滤波器和元器件也不能解决这些问题。到最后，不得不对整个板子重新布线。因此，在开始时养成良好的PCB布线习惯是最省钱的办法。下面将对PCB布线的一些普遍规则和电源线、地线及信号线的设计策略进行介绍，最后，根据这些规则，对空气调节器的典型印制电路板电路提出改进措施。
1. 布线分离
布线分离的作用是将PCB同一层内相邻线路之间的串扰和噪声耦合最小化。3W规范表明所有的信号（时钟，视频，音频，复位等等）都必须象图10所示那样，在线与线，边沿到边沿间予以隔离。为了进一步的减小磁耦合，将基准地布放在关键信号附近以隔离其他信号线上产生的耦合噪声。
图10 线迹隔离
2．保护与分流线路
设置分流和保护线路是对关键信号，比如对在一个充满噪声的环境中的系统时钟信号进行隔离和保护的非常有效的方法。在图21中，PCB内的并联或者保护线路是沿着关键信号的线路布放。保护线路不仅隔离了由其他信号线上产生的耦合磁通，而且也将关键信号从与其他信号线的耦合中隔离开来。分流线路和保护线路之间的不同之处在于分流线路不必被端接（与地连接），但是保护线路的两端都必须连接到地。为了进一步的减少耦合，多层PCB中的保护线路可以每隔一段就加上到地的通路。
图11 分流和保护线路
3．电源线设计
根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。在单面板或双面板中，如果电源线走线很长，应每隔3000mil对地加去耦合电容，电容取值为10uF＋1000pF。
4．地线设计
地线设计的原则是：
(1)数字地与模拟地分开。若线路板上既有逻辑电路又有线性电路，应使它们尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而租，高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。
(2)接地线应尽量加粗。若接地线用很纫的线条，则接地电位随电流的变化而变化，使抗噪性能降低。因此应将接地线加粗，使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能，接地线应在2~3mm以上。
(3)接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制板，其接地电路布成团环路大多能提高抗噪声能力。
5．信号线设计
对于关键信号线，如果单板有内部信号走线层，则时钟等关键信号线布在内层，优先考虑优选布线层。另外，关键信号线一定不能跨分割区走线，包括过孔、焊盘导致的参考平面间隙，否则会导致信号回路面积的增大。而且关键信号线应距参考平面边沿≥3H（H为线距离参考平面的高度），以抑制边缘辐射效应。
对于时钟线、总线、射频线等强辐射信号线和复位信号线、片选信号线、系统控制信号等敏感信号线，应远离接口外出信号线。从而避免强辐射信号线上的干扰耦合到外出信号线上，向外辐射；也避免接口外出信号线带进来的外来干扰耦合到敏感信号线上，导致系统误操作。
对于差分信号线应同层、等长、并行走线，保持阻抗一致，差分线间无其它走线。因为保证差分线对的共模阻抗相等，可以提高其抗干扰能力。
根据以上布线规则，对空气调节器的典型印制电路板电路进行改进优化，如图12所示。
图12 改进空气调节器的典型印制电路板电路
总体来说，PCB设计对EMC的改善是：在布线之前，先研究好回流路径的设计方案，就有最好的成功机会，可以达成降低EMI辐射的目标。而且在还没有动手实际布线之前，变更布线层等都不必花费任何钱，是改善EMC最便宜的做法。
七、经典的单片机供电电路
分析一个经典的单片机供电电路，电路的原理图如下图所示：
▲ 开关电路简化后的电路
在电路上电之前。开关"TEST"断开，单片机也没有通过VCC加电。此时，T1的基极通过R9(100k)接地，处于截止状态。T3的基级电阻R7所连接的Test，T1都处于截止状态，所以T3也处于截止状态。
电源+9V被T3隔离，没有加载稳压芯片IC2上，IC2的输出VCC保持低电平。
▲ 电路关闭状态
按动按钮“TEST”启动电路，T3的基极通过R7，Test，T2的b-e接地，从而使得T3导通。此时+9V通过T3加到IC2稳压芯片。IC2输出VCC是加到单片机上。
单片机工作后，通过IO2输出高电压，通过R8使得T1导通。此时即使Test松开，T3的基极也可以通过R7,LED1，T1接地，实现电源自锁打开。
▲ 按动TEST，启动电路
▲ 电路启动后，由MCU提供T1基极电压，从而维持T3导通
之后，单片机软件可以来使得IO2端口重新变成低电平，使得T1截止，进而使得T3截止。
可以根据IO1端口，读取T2的开关状态，进而判断用户是否按动功能键。判断用户按动Test之后，等到用户释放Test之后，便可以将IO2置低电平。
也可以根据软件功能，实现自动延迟掉电，进而减少对供电电源的消耗。
八、运放电路应用实例分析
同相放大器
运放的同相放大器形式，它的输出信号与输入信号的相位相同，即：同一时刻的极性是相同的。
同相放大器的电路形式，如下图所示：
运放的同相放大器形式
同相放大器的增益，由Rf和Rs决定，并且总是大于1。
增益K计算公式如下：
K=1+Rf/Rs
同相放大器，施加的反馈方式是电压串联负反馈，这种负反馈具有增大输入电阻、降低输出电阻的作用。
然而，反馈深度又决定了输入电阻、输出电阻的改变程度。
当Rs的阻值接近无穷大时，同相放大器的增益无限接近1，此时的效果等效为电压跟随器，此时把Rf减小到0，性能基本不变，此时，电压跟随器的电路形式如下图所示：
运放的电压跟随器形式
电压跟随器，通常用在高阻抗电路与低阻抗负载之间的匹配，起到缓冲/隔离的作用。
由于电压跟随器，有很深的负反馈，获得的缓冲/隔离作用远胜于单个分立元件组成的电压跟随器。
反相放大器
运放的反相放大器形式，它的输出信号与输入信号的相位相反，即：同一时刻的极性是相反的。
反相放大器的电路形式，如下图所示：
运放的反相放大器形式
反相放大器的增益，由Rf和Rs决定，增益可以小于1、等于1、大于1。
增益K计算公式如下：
K=-Rf/Rs
式中的‘负号’表示输出极性与输入极性相反。
反相放大器，施加的反馈方式是电压并联负反馈，这种负反馈，能减小输入和输出电阻的作用。
然而，反馈深度又决定了输入电阻、输出电阻的改变程度。
由于负反馈的作用，运放的反相输入端成为交流电位与地相等的虚地。
利用这个虚地，反相放大器可以成为多个输入信号叠加的加法器。
运放的加法器形式，如下图所示：
运放的加法器形式
加法器的输出信号Ao≈-Rf·（1/R1·V1+1/R2·V2+。。.+1/Rn·Vn）
可见，输出信号是各个输入信号按比例叠加的结果，电阻R1至Rn可以分别控制各个输入信号的混合比例。
加法器在多路信号的混合上有着很多的应用。
反相放大器，在单管放大电路上也有一样的用法，如下图所示：
单管与运放组成的反相放大器对比
积分器
如果把反相放大器的电阻Rf用电容Cf替换，此时就变成了一个积分器。
如下图所示：
积分器
积分器，实质上等效于一个低通滤波器，滤波器的截止频率fo的计算公式如下：
fo=1/2π·Cf·Rs
当输入频率等于fo时，积分器的增益等于1。
当输入频率低于fo时，积分器的增益以6dB/oct的斜率，随着输入频率的降低而升高，直到达到运放的开环增益为止。
积分器常用于取出信号中的直流分量。
如果使用单纯RC型低通滤波器，来获得同样的效果，电容取值要比积分器的Cf大得多，需要的容量大概是开环增益值乘以Cf这个数值，这几乎不能实现，或者是造价太高了。
因此积分器，被大量用在伺服系统中，有些音频放大器，就是利用运放的积分器，组成DC伺服电路，以便让放大器的直流偏移电压控制在最小值。
