electronics

电子电路

将期望的物理行为转化为有依据的电路设计和可观察的验证结果。将原理图、元件、布局、电源、负载、测量设置和环境视为一个整体。看似合理的原理图或成功的仿真只是中间产物，并不能证明实际组装的电路可正常工作。

工作约定

1. 明确所需的决策：解释、计算、选择、评审、诊断、构建或验证。针对该决策产出所需的交付物；对于范围明确的计算，不要强求完整的设计档案。
2. 在涉及特定器件的声明时，记录精确的元件和电路板身份。使用制造商数据手册的修订版本、封装和工作条件。区分推荐工作条件、绝对最大额定值、典型性能、保证范围和实测行为。
3. 对相关的信号、电源、时序和热路径建模。说明单位、符号约定、假设和边界条件。根据提供的假设输入计算有用的条件性结果；不要臆造缺失的测量值或保证额定值。
4. 在实验前定义验收标准。每项测量都需要预测值／范围、仪器配置、有效性限制，以及它要解决的判断问题。
5. 条件允许时，一次只改变一个可解释变量。保留初始症状，并区分观察、假设和推断。
6. 更改接线、接通电源、驱动信号或操作已连接设备前，先确认目标、范围和回退路径。只读探查无需确认即可进行。根据实际能量和故障路径，制定相应的测量与恢复计划。
7. 如果下一步操作超出已验证的器件、仪器或隔离限制，则停止。缺少高风险信息时，应提出范围明确的证据请求，而不是猜测命令或连接方式。

确定工作路径

只加载当前决策所需的参考资料。每份参考资料都包含假设、推理示例、故障模式和验收指南；模板可将这些推理转化为可供评审的交付物。

任务	参考资料	交付物
选择或替换元件	元件选择	元件约定
确定比值、阈值、精度或负载误差的界限	公差与误差预算	计算记录
评审电源、开关、驱动器、钳位或散热问题	电源、热管理与保护	元件约定和计算记录
评审放大、阈值、逻辑和接口行为	模拟与数字基础电路	元件约定
集成或校准传感器	传感器与信号调理	校准计划
将原理图转化为实际连接	从原理图到实验台	原理图评审
选择或解读测量结果	测量与仪器	测量计划
评审 I2C 电气行为和事务证据	I2C 集成	总线电气预算
定位故障	故障隔离	故障记录表
验收组装件及其观察到的行为	组装与验证	组装验收

默认工程流程

1. 明确功能与边界

记录电路必须实现的功能，以及故障会造成什么后果。明确电源、负载、信号范围、时序或带宽、占空比、环境、允许误差和工作模式。区分单个元件、带附加电路的模块，以及完整电路板。照片可以帮助判断器件身份，但无法确定引脚定义、额定值、隔离情况或健康状态。

只询问会影响判断的缺失信息。将每项标记为当前计算的必要条件、提高判断可信度的有用信息，或当前计算无需了解的信息。如果规格相互冲突，应指出冲突并提出可行的修改方案，不要默默选取一个名义折中值。

2. 建立模型并比较极限情况

采用实际拓扑。必要时纳入并联通路、源/负载阻抗、偏置/漏电、上电状态和温度依赖性。说明误差预算是保证上限还是统计估算，并解释为何所采用的合并方法有效。不要将相关的系统误差当作独立噪声合并。

综合评估元件和仪器的限制。仪表或探头会改变其测量的电路。直流误差低，并不能证明电路的稳定时间、稳定性、带宽或噪声性能符合要求。保护器件必须能够承受相关故障波形，同时使受保护器件保持在其自身限制范围内。

记录起决定作用的极限情况和裕量，然后指出其不确定性可能改变判断结果的假设。优先采用简单且经过独立核验的模型，而不是使用元件模型未注明的复杂仿真。

3. 检查实际实现

追踪电流回路、回流路径、极性、参考节点、连接器和电源时序。核对原理图连接与实际面包板或装配是否一致。识别可能给未上电器件反向供电的路径。将电路板逻辑引脚与负载供电路径分开；驱动器和保护方案取决于实际负载与故障条件。

不要将通用布局建议视为已验证的 PCB 设计。追踪相关的耦合机制或电流回流机制，查阅实际元件的指南，并说明如何测试拟议布局。

4. 规划并执行范围受限的验证

先进行适当的断电检查和通断/电阻检查，再受控上电并逐步启用各项功能。进行测量时，必须正确选择仪表模式、表笔插孔、探头额定值、参考连接和能量来源。限流功能不能替代对储能或仪器接地路径的理解。

对于已连接的硬件，应记录目标设备身份、仪器配置、初始状态、预期结果、观测结果和恢复步骤。总线扫描是一项主动事务，可能改变设备状态；收到 ACK 并不能验证设备身份或功能。

5. 作出判断并保留证据

结论采用以下一种：在所述条件下接受；因决定性故障而拒绝；在明确列出的假设下有条件接受；或结论不明，需进行最小化的决定性后续测试。区分建模、仿真和实测证据。如果软件会影响电路，应记录设计/固件修订版本。

对于测量诊断，即使回答简短，也应包含一行精简证据：测量量/测试点、所述仪器配置、模型预测、报告的观测结果、解释和下一项检查。将用户提供的读数标记为用户报告，将尚未执行的测量标记为计划测量；不要把预测说成观测结果。较复杂的任务请使用测量模板。

对于故障排查，如果连续三轮都未能缩小问题范围，就应停止并总结证据、已排除的假设、剩余的不确定性，以及需要的下一位专家或资料。没有新假设时，不要继续更换元件或重复扫描。

不适用场景

• 对于 ESP32 开发板识别、引脚限制、固件框架、烧录、启动／恢复或 OTA，请使用仓库中的 esp32-development 技能。此技能仍负责已连接电路的电气模型和测量推理；请勿在此处重复框架说明。
• 对于可编程逻辑架构、RTL、仿真、综合或时序收敛，请使用仓库中的 fpga-development 技能。电气兼容性仍属于此技能的范围。
• 对于特定的 CAD、仿真器、编程器或仪器自动化系统，请查阅其确切的工具文档或现有的操作技能。请勿编造不存在的目录路由。
• 市电、高能量、RF／高速布局、功能安全、医疗或其他受监管的验收，必须具备相应的专业证据并经过审核。此技能可帮助整理要求和证据，但不能授予认证，也不能取代这些专业领域。

完成标准

所请求的决策有具体产物；假设和未知因素清晰可见；计算和单位可复现；所选工作条件有充分依据；相关测量或待完成的测试均有记录；结论与证据的力度和范围相符。分析任务可以以合理的条件性结论结束。硬件验证任务不能仅凭计算或仿真结束。