技(jì)術交流
古(gu)人學問無(wu)遺力,少壯(zhuang)工夫老始(shǐ)成。若問硬(ying)件速成法(fǎ)☀️,猶似⁉️浮🌈沙(shā)立大廈。千(qian)萬别認爲(wei)看後就能(néng)成爲高🈲手(shǒu),當然筆者(zhe)亦非高手(shǒu),水滴石穿(chuān)又豈是朝(cháo)夕之功!謹(jin)以過往經(jing)曆和拙見(jiàn)㊙️與在校學(xué)生朋友和(he)剛工作的(de)工程師分(fèn)享共勉。
理(li)論學習
沒(méi)有滿腹經(jīng)綸,何能出(chu)口成章。但(dan)覺得書海(hai)茫茫,不知(zhi)從♊何下手(shǒu)♉?應先把課(ke)本啃完,此(ci)是基礎。怎(zěn)算啃完?把(bǎ)所有内容(róng)看完,所有(you)公式推導(dao)一遍,習題(tí)全部做完(wan)。按照老師(shī)講授的内(nèi)容隻夠👈應(yīng)付考試,書(shū)名都帶基(ji)礎,還挑着(zhe)學,還想♋從(cong)事此行業(yè),連門都還(hai)沒進呢😄!事(shì)實證明,往(wǎng)往選讀的(de)内容實際(ji)工作中很(hěn)常用到。
淡(dàn)然無味的(de)文字,晦澀(sè)的公式,望(wang)而生畏?此(cǐ)時需要🏃🏻♂️一(yī)位良師——興(xìng)趣。每人興(xing)趣來源也(ye)許不同,爲(wei)了電子競(jìng)賽🌈,爲了找(zhǎo)個好工作(zuò),無論如何(he)有了興趣(qù)就有求知(zhi)的欲望。筆(bi)者的興趣(qu)源于幼時(shí)的好奇心(xin),總想拆開(kai)收音機看(kan)看人在☂️哪(na)裏,隻見✌️元(yuán)件一堆。後(hòu)來将壞電(dian)器的元件(jian)拆下用細(xì)銅絲連接(jie)釘于木闆(pan)上,插上⁉️220V,試(shi)試有何功(gōng)能,結果當(dāng)然是爆了(le)。直到五年(nian)級從親👣戚(qī)處拿來一(yī)些電器維(wei)修的書,從(cong)7管收音機(ji)電路了解(jiě)到放大的(de)概念,電㊙️風(fēng)扇副繞組(zu)電容分相(xiàng)與主繞組(zu)形成旋☀️轉(zhuan)磁場,電飯(fan)🐆鍋利用鐵(tiě)氧體的居(jū)裏💞點自動(dong)跳閘,頓覺(jiào)電子世界(jie)其✨樂無窮(qiong)。凡見帶電(dian)的東西🧡都(dou)要一窺其(qí)原理,地攤(tān)淘舊書,抄(chāo)壞電器的(de)電路圖研(yán)究,利是錢(qian)買來一把(bǎ)烙鐵和一(yi)個指針萬(wàn)用表,一堆(dui)腐乳瓶🍉裝(zhuang)住分好類(lei)的阻容晶(jing)體管,從此(ci)踏上這⛹🏻♀️條(tiao)不歸路。
大(da)學課本爛(lan)熟于心後(hou),可以先找(zhǎo)開創性、原(yuan)理性的書(shū)籍來💛研究(jiū),看到技術(shù)發展脈絡(luò)。比如從電(dian)子管開始(shǐ)研究放大(da)器,了解栅(shān)偏❗壓對陽(yáng)極電流的(de)控制作用(yòng),如何設置(zhi)工作點和(hé)負反饋,到(dào)晶體管放(fàng)大再到集(jí)成電路,你(nǐ)會發現其(qí)實JFET與電子(zǐ)管有些類(lèi)似。從電磁(cí)學到電動(dòng)力學,固體(ti)物理、半導(dǎo)體物理到(dào)半導體器(qì)件物理,控(kòng)制🥰理論。另(lìng)外還可學(xue)習熱力學(xue)、光學,一級(ji)級進階豐(fēng)富知識面(miàn)。當前工程(chéng)實❌踐中的(de)問題都可(kě)應用這些(xie)理論解釋(shi),電路調試(shì)中所☂️謂“靈(ling)異”現象不(bú)過是你水(shui)平不夠而(er)已。而一些(xiē)設計手冊(ce)、指南是應(ying)對器件電(diàn)路非理想(xiang)特性的應(ying)用技巧,沒(mei)有過多推(tuī)導,也不難(nan)理解。
别以(yi)爲老舊的(de)知識過了(le)時,當今熱(re)門技術早(zao)有理論研(yán)究。現🌍在火(huo)熱的AI,從1950年(nian)提出圖靈(líng)試驗,1969年成(cheng)立IJCAI,1987年召開(kai)🚩第一次國(guo)際神經網(wang)絡會議,到(dào)當今随着(zhe)網絡發展(zhǎn)和硬件計(jì)算能力提(ti)高,理論才(cái)得以實現(xiàn)和大⭐量應(ying)用,被常人(ren)所熟知。
最(zui)重要一點(dian),别刻意記(ji)憶結論,要(yao)自己推導(dao)一遍。有人(ren)覺㊙️得爲何(he)不能寫得(de)生動活潑(po),公式一大(dà)堆,其實♻️技(jì)術是講👉求(qiu)根據的,非(fēi)憑感覺,任(rèn)何試圖以(yǐ)通俗易🌂懂(dǒng)的方式去(qu)轉化都有(you)可能偏離(lí)本質✌️,真正(zheng)有興趣的(de)人自不覺(jiao)枯燥,望而(er)卻步的人(ren)也許志不(bú)在此。像《一(yi)分鍾理解(jie)xxx》,不過是爲(wèi)讓常人易(yi)于理🐪解,對(dui)工程師是(shì)不夠的,高(gāo)端技術也(yě)不會通俗(su)易懂。
實踐(jian)
實踐的重(zhong)要性不言(yán)而喻,對一(yī)些結論和(he)想法進行(háng)驗證,印象(xiàng)異常深刻(kè)。以前做一(yī)個晶體管(guan)音頻放大(dà)器,偏✨置電(dian)🌏流設置得(de)比較低,輸(shū)入線引長(zhǎng)之後竟然(rán)收到了AM電(dian)台,說明低(di)偏置電流(liú)📧下三極🔞管(guǎn)發射結進(jin)行了檢波(bo),将靠近輸(shū)入端的引(yǐn)線在鐵氧(yang)體磁芯上(shang)🈚繞幾圈便(bian)被抑制了(le),說明🌈了扼(e)流圈的作(zuo)用。
可惜大(dà)學裏提供(gòng)給學生實(shí)踐的資源(yuán)還是很有(yǒu)限。不過即(jí)🐪便如此,有(you)時還是可(kě)以變通一(yi)下,以前做(zuo)一個升⛷️壓(yā)逆🏃🏻♂️變器,沒(mei)有大功率(lü)晶體管,就(jiù)用薄鐵片(piàn)剪一個齒(chi)輪,膠水固(gù)定在錄音(yin)機馬達轉(zhuan)軸上,電池(chi)碳棒作電(dian)刷,齒輪通(tōng)斷形成開(kāi)關,工頻變(biàn)壓器倒過(guo)來用,實現(xian)了升壓,但(dan)變壓器燙(tang)手,要先轉(zhuan)❗起來再用(yòng)碳棒靠近(jin),避免鐵芯(xīn)飽和。
在實(shí)踐過程中(zhong),還需結合(hé)理論總結(jié)分析。你會(hui)認識到器(qì)件的非理(lǐ)想特性,爲(wèi)何會有很(hen)大幹擾、噪(zao)聲、自🥰激,達(da)不到預期(qi)性能。導體(tǐ)存在電阻(zǔ)和電感,導(dao)體間存在(zai)電容,載流(liú)子熱運動(dòng)産生熱噪(zao)聲等等,隻(zhī)不過大多(duo)數情🌍況下(xia)你潛意識(shi)裏理想化(huà)了。地環路(lù)——法拉第電(diàn)磁感應定(ding)律,多點接(jie)地——導線的(de)阻抗已經(jing)不能忽略(luè),公共阻抗(kang)🆚、一點接地(dì)——不過是歐(ou)姆定律,非(fēi)❌理想特性(xing)是被忽略(lue)的分布存(cun)🐆在的真實(shí)元件以及(ji)元件的🏃真(zhēn)實特性,本(ben)該如此,并(bìng)沒有多神(shen)秘。所以沒(méi)有豐富的(de)理論,不提(tí)煉總結,依(yi)賴于别人(rén)的經驗,不(bú)知其所以(yi)然。
思考
問(wen)渠哪得清(qīng)如許?爲有(yǒu)源頭活水(shuǐ)來。勤于思(si)考,用心感(gǎn)悟,觸發靈(ling)感和産生(sheng)創新的源(yuán)泉。
思考知(zhi)識間的聯(lian)系,融會貫(guàn)通。一個環(huan)形電感,感(gan)應電動勢(shì)U=Ldi/dt,又有另外(wài)的形式U=Ndφ/dt,這(zhè)兩者有什(shi)麽聯系,結(jié)合安培環(huán)路定理推(tuī)導你會找(zhao)出電感量(liang)與線圈匝(za)數、磁導率(lü)和磁路截(jie)面S和磁路(lù)長度l的關(guan)系L=μN2S/l。根據電(dian)感的定義(yi)L=Ψ/i=Nφ/i同樣得到(dao)L=μN2S/l,殊途同路(lu)。SI單位制中(zhōng)有7個基本(běn)單位,當前(qian)科學技術(shù)中如此之(zhi)多的物理(li)量單位由(yóu)其導出,你(nǐ)說各種知(zhi)識之間有(you)沒有密切(qie)的聯系?
通(tōng)電導線内(nei)平均電場(chang)有多大呢(ne),不妨推導(dǎo)一下,其結(jie)果📞爲電流(liu)密度和電(dian)阻率乘積(ji)。
衆所周知(zhī)電傳播速(su)度非載流(liú)子的移動(dòng)速度。那麽(me)實際導體(tǐ)👌中電子平(píng)均速度是(shi)多少呢?設(shè)銅導線截(jie)✂️面積🏒爲1mm2,電(diàn)流爲1A,根據(jù)⭕銅相♻️對原(yuan)子質量和(he)密度,可得(dé)摩爾密度(dù)爲1.4×105mol/m3,1mol數量爲(wei)阿伏伽德(de)羅常數,設(she)銅原子最(zui)㊙️外層爲1個(gè)電子脫離(lí)束縛,則自(zì)由電子密(mi)度爲8.4×1028/m3,根據(jù)電流定義(yì)I=Q/t=vtSpq/t得到速度(du)v=I/(Spq)=1/(1×10-6×8.4×1028×1.6×12-07)≈74μm/s,這隻是大(dà)概值。導體(tǐ)既然有電(dian)場爲何電(diàn)子不是加(jiā)速呢,實際(ji)電子運動(dong)會經曆加(jiā)速、與原子(zǐ)碰撞等💁,碰(peng)撞、束⭐縛宏(hong)觀爲阻力(li),與宏觀電(dian)⚽場力相等(deng),電場力克(kè)📐服阻力做(zuo)功使導🐕體(ti)發熱,此爲(wei)電阻。
大膽(dan)假設,然後(hou)證明。摩擦(ca)帶電的塑(su)料可以吸(xi)引紙屑🌈,220V帶(dai)電導線爲(wei)何不會吸(xi)引紙屑?其(qí)實前者指(zhǐ)帶電荷,後(hou)者指通有(yǒu)電流♌是電(diàn)⛹🏻♀️中性的。不(bu)過用一個(gè)絕緣棒連(lián)接🆚的金屬(shu)球碰觸一(yī)個對大地(di)爲100V的電壓(ya),實際上吸(xi)引不了紙(zhǐ)屑,但也是(shi)帶了電荷(he)的。球體半(bàn)徑R,根☁️據電(diàn)場高斯定(ding)理、電壓、電(dian)容定義得(dé)孤立導體(ti)球電⭐容C=4πε0R。兵(bīng)乓球大的(de)🔞金屬球電(diàn)容爲2.2pF,連接(jiē)到100V電壓上(shàng)充電電量(liàng)爲220pC,當🐇然脫(tuo)離電源後(hòu)球體電勢(shi)隻有100V。當充(chong)進1.5μC電🙇🏻量♈時(shí)(相當于人(ren)體帶10kV靜電(diàn)的電量,冬(dōng)天很📱平常(chang))電勢有682kV,表(biǎo)面電場是(shi)很高的。能(néng)否吸🔴引紙(zhi)屑還沒試(shi)過,充這麽(me)高電壓需(xū)要⁉️起電機(jī)🏃🏻。
曾經有一(yi)個靜電發(fa)電機的想(xiang)法,一個固(gu)定,一個可(kě)動極🔴闆構(gòu)成電容,可(ke)動極闆靠(kao)近固定極(ji)闆時,電源(yuan)對極闆充(chong)🙇🏻進電🏃♂️荷,然(rán)後可動極(ji)闆由機械(xie)能帶動遠(yuǎn)㊙️離固定極(ji)闆并脫離(li)電源,克服(fú)極闆間😄電(diàn)場力所做(zuò)的功使極(jí)闆間電壓(ya)增大(電容(rong)減少了),到(dào)達頂端連(lian)接到輸出(chū)電容對其(qí)充電,然後(hòu)返回充電(diàn),周而複此(ci),這樣輸入(rù)輸出的平(píng)均電流相(xiàng)同但電壓(ya)變高了,驅(qu)動極闆運(yun)✨動的機械(xie)能轉化爲(wèi)電能。
别人(rén)的經驗,千(qiān)萬别不假(jiǎ)思索拿來(lái)即用。比如(ru)驅動💜繼電(diàn)器☀️,很多書(shu)上都說線(xian)圈要并聯(lián)一個二極(ji)管吸收反(fan)電動勢。然(ran)而這不是(shì)任何時候(hòu)都合适的(de),二極管正(zheng)向導通時(shí)🚩壓降低㊙️等(děng)效電阻小(xiǎo),時間常數(shù)爲L/R,電🚶♀️流衰(shuai)減緩💘慢,導(dao)緻觸點斷(duan)開時間延(yan)後,吸力不(bú)足的時間(jiān)區間變大(da),斷開不夠(gou)幹脆。有些(xie)情況就需(xu)要并🌐聯電(diàn)阻或二極(jí)管串聯穩(wen)壓管提高(gāo)吸收電壓(ya),使電流迅(xun)速衰減。
關(guān)于仿真
暫(zàn)且将知識(shí)分爲原理(lǐ)和技巧,利(li)用工具是(shi)一種技巧(qiǎo)☀️,但應🧑🏽🤝🧑🏻以🏒原(yuán)理爲基礎(chǔ)。剛開始學(xué)習和工作(zuò),建議盡量(liang)手算,減少(shǎo)對工具的(de)依賴,對成(chéng)長也有好(hao)處。下面有(you)一個電路(lù),兩個四線(xian)✊電阻并聯(lian),求輸出電(diàn)壓和輸🌈入(rù)電流的關(guan)系,以及每(mei)部分電阻(zu)變化對輸(shu)出的影🔅響(xiǎng),光是前者(zhe)計算就可(kě)以寫滿幾(ji)頁紙,這也(ye)需要毅力(li)。
要做好産(chǎn)品,需要長(zhǎng)久的學習(xi)積累,并不(bú)輕松。如當(dāng)決🔞心從🈚事(shi)研發,那就(jiù)堅定不移(yí)地走下去(qù)吧。化身爲(wèi)史波克,駕(jià)駛着進取(qu)号電子飛(fēi)船,踏上探(tan)索未知世(shi)界的征🍉程(chéng)。在發射區(qu),偏☎️置已使(shi)📧耗盡層🏃♀️變(bian)窄,你與大(da)量小夥伴(ban)受電場力(lì)驅動輕松(sōng)地湧進了(le)基區,這是(shì)一個充滿(mǎn)黑洞的時(shí)空,一些同(tóng)伴被黑洞(dòng)所束縛,一(yī)些被擄去(qu)另一世界(jie),還好困難(nán)總是短暫(zan)的(基區很(hen)薄),你幸運(yùn)地躲過👅一(yī)劫,未及看(kan)清便👨❤️👨和大(da)部分同伴(bàn)飛到了集(ji)電結,突然(ran)🎯受到一股(gu)強大吸力(li)牽引,快速(su)渡越了空(kong)曠的集電(diàn)區⁉️,漫遊在(zai)🌏低阻導線(xiàn)上,總算松(song)了一口氣(qì)。然而前💜路(lu)不如你所(suo)願地一帆(fan)風順,阻力(lì)重重的負(fu)載中,到處(chu)碰壁,撞❌得(dé)渾身通紅(hong)。甚至你的(de)飛船被原(yuán)子掠去爲(wèi)它運轉,好(hǎo)😄不容易偷(tōu)得一艘飛(fei)船利用熱(re)動力逃離(lí)魔鬼的掌(zhǎng)控,曲折中(zhong)前行,曆經(jīng)艱難險阻(zǔ)才到達勝(sheng)利彼岸。人(rén)生猶如一(yī)場電子的(de)⛷️旅行!