在开关电源设计中，MOS管的VDS开关尖峰是让很多工程师头疼的问题：设计的时候按照 datasheet 留了裕量，做板出来一开电，MOS管就因为尖峰过压炸了;好不容易加了缓冲电路，又把效率降太多，要么过温要么功耗不达标。如果能在做板之前就准确预测尖峰的大小，就能提前优化钳位电路、调整PCB布局，避免返工。而SPICE仿真就是预测VDS开关尖峰最方便也最准确的工具，只要方法对，仿真结果和实测误差能控制在10%以内。
做电源设计，第一步也是最关键的一步就是选拓扑结构。很多新手拿到需求，不知道选Buck、Boost还是反激、正激，随便选一个做出来，要么效率不够，要么成本太高，要么EMI过不了，最后只能推翻重来。其实开关电源拓扑没有绝对的好坏，只有适不适合你的需求——不同的功率等级、输入输出电压比、成本要求，适合的拓扑完全不一样。
当我们出门在外，手机电量变红找不到充电线的时候;当我们家里一堆智能门锁、温湿度传感器、蓝牙耳机频繁要换电池充电的时候;当我们植入体内的医疗传感器需要更换电池要再做一次手术的时候，你有没有想过：能不能不用电线、不用充电宝，直接通过空中的电磁波给设备供电?其实这个想法早就不是科幻了——利用射频电磁波为便携式设备供电，也就是我们常说的射频无线电能传输技术，已经在很多场景落地，正慢慢改变我们给便携设备供电的方式。
在音频设备、射频通信、电源变换等几乎所有电子系统中，谐波失真是衡量信号质量最核心的指标之一：我们听HiFi音响的时候，为什么有的音响声音浑浊发硬，有的声音通透细腻?核心差别就是谐波失真的大小;手机射频发射的时候，为什么会干扰相邻频道?就是因为谐波失真产生了多余的谐波分量;开关电源输出的电压为什么会有纹波?也和功率级的谐波失真息息相关。很多电子工程师做设计，只关注信号幅度和频率，却忽略了谐波失真，最终做出来的产品性能达不到要求，甚至无法通过认证。
在信号发生器设计、嵌入式测试系统、传感器信号调理等场景中，我们经常需要低成本、低功耗的可调三角波与方波信号。传统的信号产生方案要么用专用波形发生器芯片，成本较高;要么用分离器件搭，电路复杂体积大，输出还没有缓冲带不动负载。而双路轨到轨输入输出(RRIO，Rail-to-Rail Input-Output)运算放大器，凭借高集成度、宽输入输出范围、低功耗的特性，只需要增加少量外部元件，就能实现带缓冲输出、频率幅度可调的三角波和方波，完美适配中小功率信号产生需求。
当船只在茫茫大雾中航行，当潜艇要在漆黑的深海探测地形，当潜水员要寻找水下失事的飞机黑匣子，最离不开的设备就是声纳——哪怕雷达能探测几百上千公里，在水里电磁波衰减极快，根本没法用，只有声波能在水下长距离传播，声纳就是利用声波实现导航和测距的设备。
做模拟电路设计、信号处理的时候，我们经常会遇到这种需求：输入信号波动范围太大，要把超过某个范围的信号“削掉”，只保留我们需要的幅度;或者要防止输入信号电压太高，烧坏后端的芯片;又或者要把正弦波转换成方波，去掉正负半周的尖峰。能实现这个功能的电路就是限幅电路——很多新手觉得限幅电路就是二极管摆一摆，其实不同场景的限幅电路设计差别很大，搞懂原理才能选对方案，不会出问题。
做嵌入式开发、电子DIY、工业控制，几乎都绕不开“弱电控制强电”这个需求：用单片机3.3V/5V的低电压弱电，控制220V交流电的灯泡、电机、加热器这类强电设备通断，最常用的方案就是继电器。很多新手刚接触的时候只知道继电器能“小控大”，却搞不懂选型、接线、驱动怎么弄，要么烧单片机，要么继电器不吸合，甚至还出安全问题。
玩射频、做高速硬件设计的朋友，肯定都会遇到一个灵魂拷问：做阻抗匹配的时候，到底选75Ω还是50Ω?为什么有的地方用75Ω，有的地方必须用50Ω?两个能不能混用?混用会出什么问题?很多人只知道“射频用50Ω，视频用75Ω”，却搞不懂背后的原因，遇到选型的时候只能凭经验瞎选。
在电机驱动、开关电源、LED调光这些场景中，PWM(脉冲宽度调制)是最常用的功率调节方式，但PWM天生带有开关纹波，必须加滤波电路才能输出平滑的电压/电流。很多开发者为了滤除纹波绞尽脑汁：加大电容、增加电感、多阶滤波，结果导致PCB体积变大、成本升高、动态响应变慢，甚至还会引入额外的功耗。其实，我们完全可以从PWM生成架构入手，通过常用的“加倍”策略，从根源降低纹波幅度，大幅减轻后端滤波的压力——这就是本文要聊的“通过加倍减轻PWM滤波要求”，从原理到实践，带你看懂如何用小滤波获得更好的效果。
在智能家居、安防报警、自动照明这些场景里，最常用到的人体感应器件莫过于人体热释红外传感器(PIR，Passive Infrared Sensor)。小到楼道自动亮灯的感应开关，大到小区安防的入侵检测，从智能马桶的自动翻盖到空调的人体感应送风，几乎所有需要“检测有没有人”的低成本场景，都能看到它的身影。很多电子爱好者用它做项目，却只知道接电就能用，搞不懂它为什么能检测到人体、怎么调整灵敏度、容易受哪些因素干扰。
在自动控制电路里，有一种元器件堪称“自动化的桥梁”——它能用小电流控制大电流、用低电压控制高电压，还能实现电路的隔离和多路开关切换，从家里的配电箱、空调内机到工厂的自动化生产线，从新能源汽车到航天发射设备，都能看到它的身影，它就是继电器(Relay)。
在电子电路领域，晶体管是当之无愧的核心元器件，而场效应管(Field Effect Transistor，简称FET)作为晶体管的两大分支之一，凭借输入阻抗高、功耗低、噪声小、易于集成等优势，已经成为现代电子工业中不可或缺的基础器件——从手机、电脑的CPU到新能源汽车的逆变器，从电源适配器到光伏逆变器，到处都有场效应管的身影。
不管是新手入门还是开发多年的工程师，理解程序运行时的内存分布，都是读懂底层运行逻辑、排查内存问题、写出高效代码的基础。很多人只知道写代码申请变量，却不知道这些变量在内存里到底放在哪里，不同区域的特性有什么区别，遇到内存越界、栈溢出这些问题的时候就一头雾水。
