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硬件高深莫测?这些基础知识要先掌握

类别:硬件知识 日期:2018-4-23 0:01:50 人气: 来源:

  不懂硬件的人,会觉得硬件高深莫测,为什么他改几个电阻、电容就调出来,我弄个半天没搞定?,噢,靠的是经验,但是经验又是什么呢?不能形容,反正就是不明觉厉。

  硬件设计,可以说是包罗万象,它涉及到非常庞大的知识量,而且,一个电错一点小地方,都有可能导致整个系统不能工作,所以,搞硬件的人思维要非常缜密才可以,而这种思维要靠后面的学习来培养出来的,而不是说还没入门,就否定了自己。

  3、电分析基础。其实电基础的理论并不难,但是有些抽象的东西,是暂时不能很好地理解,比如说受控源(其实就是三极管),所以学完模电还要再回过头来再看一遍。这里重点掌握戴维南,不然后面没。

  4、模拟电子技术。这是电子专业的核心基础课,至少学三遍,此外,学啃书是不行的,还得配合Multisim仿真软件才能学好(实践部分后面再介绍)。如果说电基础、高数当中的答案都是明确、唯一的,那么模电的答案将是不明确、多样化的,需要在实践中权衡取舍,一定要把以前的思维转变过来,不然后面没。这门课全部都是重点,但是学完它,除了抄书上的电,你仍然什么都做不了,因为还需要其它方面的知识一起用才可以。这里不得不提一下器件特性这个概念,没有它将不能打开电设计的大门,但是由于篇幅有限,以后再写文章介绍。

  5、数字电子技术。这门课相对于模电来说,要简单很多很多。它把管搭成各种门电、触发器,以便于直接把数学知识运用起来,同时它也是FPGA的先修课,是硬件工程师向算法工程师(跟计算机的算法有很大区别)转变的基础。这门课全部都是重点,但是要真正掌握它,还是得学FPGA才可以。

  6、电力电子技术。这里讲到晶闸管、IGBT和电力MOS管,都是用在强电领域的器件,是开关电源的先修课。可以说电源是硬件设计当中最关键的部分,一个电源设计得好不好,直接影响整个系统能否正常工作。其中整流、逆变、升压、降压电,都是要重点掌握的。

  1、复变函数。这门课跟高数的微积分一样,是一种数学工具。复数信号是物理不可实现的,但是为什么需要复数?诚然,正弦波(包括余弦,下同)有振幅、频率和相位三要素,如何在一个图表示振幅与频率的关系或者相位与频率的关系(方便观察分析才需要这样弄)?这就需要用到复数了,其中i或者j(因为电流的符号是i,所以才换成j,以防混淆)表示的就是方向,对应着极坐标的向量。我们可以把复数转成模和辐角的形式,想象一下,模就是时钟的秒针,而辐角就是秒针转动的角度,秒针转一圈就是个圆,而把这个圆的各点按照出现的时间先后,重新描绘在直角坐标系中,就是一个正弦波。这就意味着,用复数可以表示一个正弦波的三要素,振幅就是模(秒针的长短),相位就是秒针转动的角度,频率就是秒针转动的快慢。想一下,如果用实数来表示正弦波的三要素,是不是很麻烦?这里重点掌握留数、保形映射。

  2、信号与系统。介绍如何利用数学建模去描述电,就是这门课要研究的内容。什么是信号?LED灯的亮灭、喇叭发出的声音、天线的电磁波等,有实际用途的信息载体(包括声、光、电、热等)都是信号。什么是系统?就是处理信息载体的东西(包括放大器、传动装置等)。系统是一种更为抽象的概念,可大可小,小到一个三极管,大到一个无线收发装置,这些都要根据实际需求来确定,不能一概而论。这门课都是重点。

  3、自动控制原理。自控原理是信号与系统的姐妹学科。介绍如何用数学建模的方法去分析电,主要分析电的稳定性。其中,波特图、PID都是要重点掌握的。学懂这门课就可以用里面的知识去分析一些较为复杂的带运放的电,这种电用KCL和KVL是仍然很难解决。

  4、高频电子线。高频是模电的非线性部分。你会发现高频里面很多内容跟模电都差不多,也有放大器、振荡器、功放,但是这些电用在更高的频段,所以分析方法有所不同。模电的功底较为扎实的情况下,再学这门课,就不觉得难,因为它本身就是模电的扩展,而不是全新的领域。这门课都是重点,至少学三遍。

  6、电子测量技术。做硬件的经常要跟仪器打交道,学习测量技术,一方面让你更能熟练地使用仪器,另一方面还能让你做一些测量电(配合单片机就可以运用在物联网领域)。这里会接触很多新器件,大多都是传感器,当然重点研究的还是电气特性。这门课并不难,关键要多做实验。

  如果你认为这么多书,怎么看都看不完。那是以一种静止、偏面的观点来分析问题了。其实上介绍那么多课,很多内容都是相通的。比如,数电里面的移位寄存器,就是单片机里面的串口收发器。模电里面的放大器、振荡器,到了高频、射频,照样讲到,只是分析方法有点不同而已。

  高频里面的AM、FM、PM,到了通信原理,照样讲到,此外,还提出了ASK、FSK、PSK这几种雷同而且更为简单的调制方式。电力电子技术里面的直流斩波电,就是开关电源的内容,只是扩展了一些内容而已。

  

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