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怎么从模仿电路菜鸟变大牛 三位长辈如是说

如何从模拟电路菜鸟变大牛 三位前辈如是说-刚开始学习模拟电路?觉得学的云里雾里的?觉得老师讲的不好?觉得教材烂?好了,别找理由了,学不好应该是没找到方法,分享3位前辈的经验给你,看看前辈们都是怎么成菜

刚开始学习模仿电路?觉得学的云里雾里的?觉得教师讲的欠好?觉得教材烂?好了,别找理由了,学欠好应该是没找到办法,共享3位长辈的经历给你,看看长辈们都是怎样成菜鸟变成大牛的。

第一位,资深模仿ic规划工程师,知乎用户Yike,本着强壮的责任感来为咱们传道授业解惑,让各位看到这篇文字的人学模电的时分少走弯路,有更多的时刻踢球把妹谈天喝酒……

知道各位学业深重,赶忙进入正题:

我念大学的时分,也觉得模仿电路这门课,学得稀里糊涂的。

特别是在玩过一把CS今后,这种感觉愈加显着。

这儿先要必定题主是一个有上进心的好孩子。想把模电学好。

我当年感觉到云里雾里的时分,底子没想过要学好模电。我做的作业,便是跟班里学习好的同学搞好关系。这样比及期末的时分,我就能顺畅地借到笔记,高分就很简略了。

所以谈到这儿,首要第一步是要清晰: 什么样才算”学好“模仿电路

假设你的诉求是期末拿到高分罢了,那么您不必往下看了。出门往右电子科技书屋有历年的考题和课件。素日里该干嘛干嘛。拿星爷的台词说,妞照泡舞照跳。比及期末背一下就行啦。

假设分数不阐明问题。那么怎样才算学好模仿电路呢?

问一下自己一个问题: 我学模仿电路可以做什么?

为了规划一个增益为5的放大器吗?

许多年今后,我回忆我自己大学那段韶光,总算搞清楚我为什么老是觉得没有学好模仿电路了。答案其实很简略。我感觉自己学了许多东西,但不知道这些东西学来干什么。 不知道各位觉得模电奇奇怪怪的朋友,是不是有相似的感觉。

__模仿电路学来干什么? __

我想答复一下这个问题。这是一个重要的问题。许多人有疑问,现在是一个数字年代,我为什么要学模仿电路。zhihu里边还有一个问题是“模仿电路规划师会不会消失掉”

答案是:不会的。

只需咱们还需求跟真实的国际触摸,那么咱们不可避免地就会需求模仿电路,因而就需求心爱的模仿电路规划师们。

打一个比方。就拿CPU来说好了。CPU处理的都是数字信号。可是它没有办法用数字电路来监控自己的温度。这个接口永久会是一个模仿接口。

CPU需求的作业电压要求很精准。比方说,便是1V。各位想一想,这个1V怎样完结呢? 用数字电路时没有办法完结的。

你在你的手机屏幕上划了一下,你的手机怎样能知道你划了一下呢?

重力感应怎样完结呢?

你离不开模仿电路。模仿电路就好像是你的眼睛,耳朵,还有嘴巴,鼻子,四肢相同。数字电路就好比你的大脑。只需未来的国际不会开展成直接在大脑上接两根线,需求的时分打点儿多巴胺进去,这个国际就需求模仿电路来完结虚拟国际和真实国际的接口。

现在可以说说看,咱们是怎样完结这个接口的。

现在假定咱们要坐一个电路来sense你手机电池的温度,避免它越来越高,最终在你正在跟妹子谈天的时分爆了。毁容是小,还得花钱从头买一个手机。

担任外围运用的工程师很贴心肠给了你一个热敏电阻。电阻的阻值会跟着温度的上升而不断减小。他期望你能做一件事儿,便是当温度高过必定值的时分,给一个起伏为3V的数字信号出来,让体系能关掉电池。

咱们需求什么东西呢? 首要咱们需求一个电源。没有电源,什么东西都没办法作业。

电源需求怎样做呢?直接从电池来拿电或许是个好办法,可是输出电压的起伏有束缚,怎样办呢?

有了,做一个local的3V电源吧。电源的要求是什么?内阻越低越好。什么样的电路可以给出一个低的输出内阻呢? 电压-电压反应运放。

所以第一个需求的block是一个运放。

(题外话: 在分立器材的年代,咱们可以买一个运放。

假设题主想做的是芯片级的规划,那么咱们需求选取适宜的器材,把这个运放做在芯片上面。)

好吧,运放是有了,可是没有基准电压,运放怎样才干输出一个刚好3V的电压呢?

第二个需求的block是一个基准电压源。

(在分立器材年代,咱们可以买一个基准电压源,题主假设想做芯片级的规划,那么咱们需求在芯片上面做一个基准电压。现在简直一切的基准电压,都是依托硅自身的能带来完结的。所以叫做带隙基准。约为1.2V。完结带隙基准的进程,不会是开环完结的,是闭环的进程。需求经行环路剖析,安稳性剖析,失配剖析。)

现在,你把1.2V的电压源得到了,然后做了一个1.2:1.8阻值的电阻作为反应电阻,运用运放得到了一个3V的电源电压。你运用环路安稳性剖析办法剖析知道环路是安稳的。算一算电路的输出电阻,知道大约这个电路有多少电流输出才能,能带多少负载。还不错,你觉得。虚短路虚断路的剖析办法挺靠谱的。

紧接着便是真实有用的部分了。你需求一个比较器,来把热敏电阻与非热敏电阻的分压与一个基准电压进行比较。那么就用一个比较器吧。

(分立器材年代,你可以买一个比较器,想在单片上做完,那么就自己规划一个比较器吧。自己规划的比较器往往不那么抱负。没有全电压输出规模,也没有全电压输出规模。 增益也或许只要60个dB。可是你一看参数要求,够啦,60dB就60dB吧,总比没有好。)

好了。你完结了规划。

以上仅仅举了一个简略比方。实践遇到的模仿电路体系远比这个小体系杂乱的多。商场的要求也越来越反常。谁叫有那么多聪明的人在规划模仿电路呢。

所以规划模仿电路的人,都在煞费苦心。穷其心智去满意各种不合理的要求,到达许多不合理的规范。

不过对题主来说,这些都是后话了。

题主假设期望做模仿规划这方面的作业,那么依照上面所写的这个小小的比方,可以看出来有多少科目需求学么?

电路剖析

模仿电路规划根底

信号与体系

反应理论/补偿理论

假设题主想做的是模仿IC规划,你还需求学习以下科目:

半导体工艺技术

半导体器材原理

概率核算常识

模仿IC规划

其间,模仿IC规划包括:

小信号剖析

放大器的线性建模

基准规划

ESD维护

地图规划

寄生效应

失效剖析

噪声

振荡器

太TM多的省略号

期望答复能让题主满意,或许协助更多的年青EE们。

以上答复是针对模仿集成电路规划的,下面这位知乎用户Tariel要点重视针对信号链规划:

(下面的内容首要针对信号链规划, 即已知运用需求, 在与实践国际的接口(传感器/执行器)、信号调度电路/执行器驱动电路、ADC、数字域器材之间分配目标, 并对模仿部分进行规划的进程。)

首要跟咱们灌点儿心灵鸡汤: 怎样不去学模仿电路。

有经济压力的不要去学模仿电路, 尤其是有在京沪穗等一线城市还房贷压力的。 尽管模仿电路听起来很高洋上, 被咱们以为是黑科技, 可是这一行商场真实过小, 分得也太细, 盼望它挣钱, 随机性太大; 而且在这一行里, 频频换岗其实对水平的进步晦气。 所以假设有经济压力, 请考虑尽早转向现在危险最低的劳动致富办法——当码农。 当然假设能承当得起创业危险, 参加到现在很火的智能硬件作业里去也是不错的。

没喜好的不要去学模仿电路。 搞模仿电路需求许多的时刻和继续的心境, 假设对这项作业没有喜好, 而且也自我感觉培育不出喜好的话, 也是尽早改行为佳, 由于假设没有喜好, 不去考虑, 脑袋里边留下的东西只会越来越杂乱, 对作业的进步并无协助。

不会着手, 或许不想着手的不要去学模仿电路。 搞数字电路的时分, 规划工程师可以只画原理图, 把下流的东西(布局布线乃至工艺上的作业)都扔给他人, 可是搞模仿电路要求规划工程师有必要亲自着手建立原型、确诊毛病, 大部分状况下只靠仿真是不行的。 所以假设不知道烙铁拿哪头, 或许怕拿烙铁, 或许不屑于拿烙铁, 请尽早改行; 假设焊出来的东西跟豆腐渣相同的话, 在扫除烙铁毛病和运用了残次焊锡的状况之后, 也请尽早改行。

脑袋欠好使, 逻辑才能不行的; 或许脑袋有跑偏倾向的, 不要去学模仿电路。 当然假设脑袋欠好使, 那么不但模仿电路, 数字电路也搞欠好, 写码也写欠好, 其他工程技术作业应该也干欠好, 仍是趁早别当工程师了比较好。 至于脑袋有没有跑偏倾向, 可以用 @Chris Xia 的言语学民科成见大全来自测——由于言语是咱们从小每天触摸的东西, 你在“自发的言语研讨”上脑子跑得越偏, 进入专业范畴之后脑子跑偏的倾向也越大。 假设看了方才那个膝盖中箭数过多, 而且看完之后还坚持自己的成见, 那么可以考虑先吃点被门夹过的核桃补补脑。

有把作业台收拾得特别整齐的嗜好的, 不适合搞模仿电路。 这一点不打开说了, 贴一张图(Jim Williams主编的书 Analog Circuit Design: Art, Science and PersonaliTIes 的封面):

假设面临这样的作业台有不适感, 那么也趁早改行为好。 当然跟前面几点比较, 这一点是比较简单战胜的。。.

喝完了心灵鸡汤, 咱们活着的还有多少? 祝贺活着看到了这儿的同学, 我是不是可以以为你们已经有了学好模仿电路, 并以此作为喜好或作业的醒悟? 那么咱们就回到正题——怎样学好模仿电路。

不完全地总结一下, 模仿电路规划大约有这么几个不同于其他工程规划范畴, 尤其是不同于数字电路规划的特色:

模仿电路处理的量来自实践国际, 因而模仿电路的输入中, 既包括与规划相关的信号, 也包括与规划不相关的信号。 比方规划一个心电图机, 电极收集进来的除了需求处理的心电信号自身, 还包括电极的极化电位(直流), 从电源感应来的50Hz搅扰等等, 而这些不相关的信号往往要比需求处理的信号强许多。 因而, 攻城狮需求剖析信号的特色(如心电信号、极化电位、50Hz搅扰所占的频率规模不同; 50Hz搅扰归于共模信号, 而心电信号归于差分信号等), 并规划相应的电路, 来提取出需求处理的信号, 按捺与规划不相关的信号(比方规划适宜的滤波器滤除带外搅扰, 用差分输入的外表放大器消除共模搅扰等)。

理论剖析和仿真时疏忽的要素, 在实践的电路中或许发生很大的影响, 乃至是决定性的影响。电路原理图只能反映元器材之间的衔接状况, 是拓扑的; 而实践的电路是物理的。 这也是课本上讲的内容和实践的电路的最大不同。 举例来说, 使命要求攻城狮规划一个220V转5V的开关电源, OK, 许多半导体厂家都有用于阻隔开关电源的控制器, 只需看数据手册里边给的参阅规划, 依据核算更改几个反应元件的量值, 是不是就可以了呢? 这样做出来的东西, 却是大都可以作业; 可是也仅仅可以作业——事实上印制板布图的不同, 可以严重影响输出纹波的巨细。 乃至在许多状况下(如进行射频规划时), 印制板的散布参数也会作为电路中的元件运用。

模仿电路规划中充满着技术目标、功耗、本钱等各种束缚, 而这些束缚往往不能一起满意, 乃至会互相冲突。 比方规划便携式心电图机时, 考虑到对功耗的严厉束缚和直接运用体系供给的电源的便利性, 会倾向于运用低压单电源供电; 而考虑到共模按捺比和动态规模的要求, 又会倾向于运用双电源供电。 在这些束缚之间妥协和折衷并作出取舍, 贯穿整个规划的一直。

那么想要从事模仿电路规划, 需求做些什么呢? 下面是一个不完全的列表(详细内容待弥补):

知晓电路剖析的办法, 把握至少一种仿真软件的运用办法。

把握阅览元器材数据手册的办法。

多着手试验。

及时收拾自己取得的成果, 尤其是负面成果。

把握规划电源的技术。

了解热规划的内容。

关于排故技术。

以上两位还不行么,再来一个,这位知乎用户李瑄给你引荐了一个很好用的免费小软件:激烈的喜好将是你模仿电路学习之路的不灭动力。业余无线电?音频功放?仪器东西本站?…许多大师都是从小时分的业余喜好中,爱上模仿规划的。

模仿电路规划 = 体系规划(精华是反应) +电路剖析(数学办法的图形化了解) +有源/无源器材各种特性的运用(了解器材的各项实践特性)

详细到学习上: 1、U-I这类图解法的熟练运用,结合各种器材的特性曲线,对电路的了解有极大协助,促进直观了解。 2、叠加原理、戴维宁等效这些办法多去测验运用。 (上面2条其实都需求一个杰出的电路剖析的根底)

3、不要记太多公式,留意合理近似和直观了解公式的含义。 4、模仿规划的精华——反应,好好吃透,堆集技巧,主张用纯晶体管制造AGC电路、稳压电源以便加深了解。 5、这是一门工程学科,需求许多的实践,以纠正自己了解上的偏颇。

激烈引荐:假设试验条件缺乏,引荐用 LTspice 仿真,细巧的免费软件,操作便利,爱不释手!

资料收拾于知乎,感谢作者:Yike,Tariel,李瑄,仅为学习沟通,版权归作者一切

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