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前言
这本书是偏总结性的书,建议学了些电路分析的知识再来看;当然,这本书的通俗易懂确实没有错,他帮我把我之前学的一大堆的乱七八糟的知识重新整理了一遍
我把我决定有用的知识摘抄了下来,有想法的时候顺带也会加上自己的想法
觉得有用的
电其实不是真正的流动,电的流动速度很慢只有8cm/h,电流其实是电子的流动。
单位很重要,可以用来对问题进行分析。
直觉信号分析
- 必须强化基础知识
- 要多加练习
- 拆解问题
基本理论
很多高级的知识都是基础知识的超集合而已,我们要掌握核心技术,基础知识就是核心技术
那么有哪些基础的原理呢
- 欧姆定律
- 分压原理
- 电容阻碍电压的变化
- 电感阻碍电流的变化
- 电阻的串并联
- 戴维南定理
分压原理
增量的关系
电容阻碍电压的变化
电容对高频低阻抗
电压不能立刻变化,需要6t的时间变化。电流变化超前电压变化。
电感阻碍电流的变化
电容与电感是精确互补元件,它们分别对电压与电流的阻碍过程相同,都是6t的时间。电流变化滞后电压变化。
串并联
电阻串联 = 电感串联 = 电容并联
电阻并联 = 电感并联 = 电容串联
戴维南定理
电压源短路,电流源断路。
进行简化电路。
谈论与频率有关的
涉及到RLC基本电路
无源滤波器
-3dB带宽定义和理解
- -3dB带宽指幅值等于最大值的二分之根号二倍时对应的频带宽度。幅值的平方即为功率,平方后变为1/2倍,在对数坐标中就是-3dB的位置了,也就是半功率点了,对应的带宽就是功率在减少至其一半以前的频带宽度,表示在该带宽内集中了一半的功率。
- 3dB--指的是比峰值功率小3dB(就是峰值的50%)的频谱范围的带宽;
- 6dB--同上,6dB对应的是峰值功率的25%。
时间常数:若C的单位是μF(微法),R的单位是MΩ(兆欧),时间常数 的单位就是秒。
低通滤波器
- 可以基于电容,可以基于电感。利用分压原理。基于电容和电感的唯一不同不过就是相对电阻的位置不一样而已。
- 当频率为1/RC时,输出电压为输入电压的0.707倍(也称为-3db点)
高通滤波器
- 从电容电感的原理我们就可以知道,高通滤波器也就不过是低通滤波器的相反版本。
- 半电压输出点为(1/2π)τ(也称为3db点)
其他应用
- 带阻滤波器和带通滤波器,前者是把特定频率波段的分量除掉,后者可以让特定波段分量通过而阻断所有其余的分量。
- 储能电路,发生谐振现象。
有源滤波器
普通的滤波器很容易被干扰,一旦外界挂上负载,该滤波器的输出就会有变化。
在滤波器内部加上有源元件(即运放)就可与解决这个问题,因为有源元件的阻抗很大,会远大于电路中的R值,随便挂负载没有影响。
电场与磁场
电流是有磁性的,电压是有电性的。
电感聚集磁场,它把能量储存在磁场;电容聚集电场,它把能量储存在电场。
当磁场消失的时候,它试图留住电流;当电流消失时,它试图留住电压。
电容上下极板中间是绝缘的,之所以还可以通交流电,是因为一侧的电荷堆积过来会把另外一侧的电荷排斥开。而直流会导致极板上的电荷数目不变,也就没有电流。
电容以这种方式在极板上储存电荷,建立起电压。电容能建立的电压数值取依赖于电介质的强度。如果超过了绝缘的承受能力,那么电介质被击穿(雷击是大规模的版本)。
控制理论
再次看到了“黑盒子”理论,系统有输入和输出,抽象掉盒子中的具体,通过输入输出分析问题。
- 增益就是输出比输入。
- 在系统中加入反馈环可以产生不同的结果(不理解)
- 正反馈会引起闭锁或使输出达到极限(不理解)
- 延后的正反馈可以产生振荡
- 负反馈信号具有校正的特性(负反馈信号到底怎么产生的?)
- 负反馈产生可控制的输出
- 当反馈断开时,从输入到输出的系统增益称为开环增益。
- 反馈起作用时的系统增益称为闭环增益。(觉得有点奇怪,感觉开环与闭环之间有种联系)
半导体
半导体分为电流驱动型和电压驱动型
二极管
需要注意两个重要的参数:正向压降, 反向击穿电压
二极管有一个正向压降,必须克服它才能导通
晶体管
称作双极型晶体管,简称晶体管或BJT,电流驱动型
分为NPN型和PNP型,有基极、集电极、发射极
NPN型上拉电阻,PNP型下拉电阻
晶体管可用作开关和放大器
晶体管用作开关
考虑因素:输入电压可以做较大范围的变化,但只要晶体管还处于饱和状态,从集电极到发射极的输出的压降保持不变。
注意晶体管的饱和电流
在接地开关电路中使用NPN,在接Vcc电路中使用PNP
晶体管用作线性放大器
放大机制正确工作的重要限制条件:
- 必须保持正向偏置状态
- 保持晶体管工作在非饱和状态
建议配合运放使用
场效应晶体管
简称FET,电压驱动型
特点:其输出特性基本上相当于一个取决于输入电压的可变电阻
静电敏感
FET的输出端分别称为漏极和源极
FET的电导相当于晶体管的β或HFE,它是FET的增益
当FET用于开关模式时,要注意一个参数--RDSon(FET的导通压降)。这是当FEtch完全导通时,漏极到源极的电阻。RDSon的数值越低,
损失的功率越少。
一些常用的半导体器件
达林顿管,SCR,TRIAC,IGBT
运放
原理
运放有两个输入,一个为正,一个为负。有一个输出
运放相当于一个求和块和一个放大器块叠加
尽管运放开环增益很大,但是运放输出有上下限;运放输出的上下限取决于使用的电源与具体的运放
运放的一个简单的应用就是--比较器
负反馈运放
根据分压器法则可以算出增益,V-等于Ri上的电压
通过更改电阻Ri可以轻松改变运放的增益
逻辑门
- 基本的门:非门,与门,或门
- 扩展门电路:与非门,或非门,异或门,异或非门,
微控制器
重要组成
- 指令存储器
- 数据总线
- 指令解码器
- 寄存器
- 累加器
- 算数逻辑单元
- 程序计数器
- 定时器
- 中断
算法
加速乘除法
参考二进制的原理,左移一位相当于×2,右移一位相当于÷2(现代计算机会自动帮我们处理乘除法,这不用我们担心)。
通过移位进行乘除比用加减进行乘除耗费的机器周期计较少。
处理EMI问题
- 这是一个需要大量经验的过程
- 遇到EMI问题,立刻解决,因为这是不可控的,可能很快就消失了
- EMI有两种类型:传到的和辐射的
- 辐射场效应有磁场性质的和电厂性质的
- 找出天线并破坏
- 实在不行就屏蔽(但是屏蔽的成本高)