По просьбе студентов прочитал им дополнительную лекцию — про основы трассировки плат; это не в тему моего курса, но у нас остались свободные занятия, а им было интересно.

Думая, как это рассказать «на пальцах» за полтора часа, сформулировал, что «наука о контактах» — это электромеханика, а электроника описывается двумя иными совершенно тезисами:

1) Ток бегает по кругу. Почему-то в школе все помнят картинки, как ток от батарейки бежит через лампочку обратно в батарейку, а при рисовании принципиальных схем настоящих электронных устройств, где «земля» просто обозначается своим символом, без видимого соединения дорожек, забывают.

В то же время, ток по-прежнему бегает по кругу. Не только по шинам питания, но и по земле — и из этого прорастает понятие возвратного тока, из которого уже прорастают многие-многие требования к взаимному расположению элементов на печатной плате и трассировке земляных слоёв. И разделение аналоговых и цифровых земель (которое для многих является просто заклинанием, а на практике — должно разрывать этот самый круг), и кратчайшие пути тока от конденсаторов развязки по питанию, и жёстко специфицированное положение элементов на вторичке DC/DC, и прочая, и прочая.

2) Мы живём в мире паразитов. Практически любой элемент на печатной плате может — и часто должен — рассматриваться с точки зрения своих паразитных свойств. Начиная с мосфета, который в своём составе имеет диод и полдесятка конденсаторов, радикальным образом влияющих на его характеристики и взаимодействие с другими компонентами и цепями, и заканчивая тем, что переходное отверстие — не просто часть дорожки, а паразитный индуктивный элемент, 1-1,5 нГн. И длинный отросток земли, соединяющийся только одним концом с опорным слоем — это не просто отросток, а вполне себе четвертьволновая антенна (а одинокий земляной полигон с одним переходным в центре — уже патч-антенна). И боковое ответвление на высокочастотной линии — не просто тупик, а фазосдвигающий отражатель. И прочая, и прочая.

И вот, в принципе, из этих двух принципов вполне себе оказывается возможным «на пальцах» за пару часов дать основы трассировки печатных плат — как минимум на таком уровне, чтобы люди больше не пытались экономить переходные на земляных полигонах, ставить конденсаторы по питанию в линейку по одну сторону LQFP-чипа и совершать другие детские ошибки.

А почему к пятому курсу их этому ещё не научили — это уже другой вопрос.

@sforsecurity