中国人把看不懂的书叫做天书。天书的符号不是汉字,不是给人看的。
天书中的某一章就是讲电子知识的:)
电子知识晦涩难懂的主要原因它是一门综合性的科学,需要利用多学科知识去理解,还要去悟。
互联网没有大发展之前,我们学电子知识,相当一部分人只能通过书本学习。
书本可以记录知识,但是这个知识非常死板,能展示的是文字和公式,再加上平面图形。
并且图形还是黑白的,彩色书本太贵。这样书籍会无法展示一些很重要的信息。导致这个信息传递困难,条件有限,无电脑,无硬件。
早期的能够学通电子的,绝对脑子要够用。先要把平面文字在大脑中建立图形,还要让它动起来。
另一个难理解重要原因是,电子技术是研究灰色地带的(非黑非白),特别是大学电子更是集中在这一领域。
这节课我们来分析认知困惑的原因和找到方法解决它。
首先明确两个问题: 1、我们为什么思路混乱,看很多知识犹如天书。 2、我们的目标是什么?
大部分人用点思维、直线思维理解三维、多维的事物。
局限在点思维、直线思维,认同非黑即白,或者表面不认同,骨子里的人性让我们就是这样想的,迷糊的根源就在此了。
我们的目标是在混乱的世界中找到有序的信号(有用的信号),利用有序的信号解决现实问题。
我们面对的电脑、手机都是有序的产物,但是空中传递的电磁波经过震荡、叠加、衰减、碰撞,相当一部分已经成了混沌的、不可利用的,只有部分信号能够还原。
电路的作用就是把能还原的提取出来进行利用。
信号是天书的一种符号,它不是能够用平面图形和文字解释清楚的。要让大部分人明白。只能把这个信号,转换为立体、多维度、动态的图形才好理解。但相当多的人是以平面的形式甚至线性思维去理解。
举例如下(先不求搞懂,建立个印象):
正弦交流电这就是我们书本上的图形。
看上面四张图,如果只看第一张你能知道讲的是什么吗? 三四张我们能看出是发电机中电流和电压的动态变化。
实际上到这里还是不够形象的,如果再叠加上初始和结束的变化,未知的东西会越来越多,假设小学我们解题一元方程(含有一个未知数 X+2=4)我们能轻松解决,二元方程我们含有两个未知数(x+y=4)三元方程...
我们从一个维度扩展到多个维度,但是我们还按照线性的直线的思维去解决电子、物理的问题,必然陷入混乱的领域。
电子知识第三个难于理解的地方是开始就要能建立化虚为实的思维能力,看不见是个大问题。古代人们将看不见的东西称为巫术:)
理解信号的动态变化才能解决问题
群里有位朋友问了个问题,可以看出我信口雌黄的能力:) 再从我的一个错误开始学习理解电路信号和分析电路。
问(鲍勃): A点的电压是多少?
错误的回答(向导): Q52 mosfet 仅仅是一个开关 只要打开了 A点就是3.3V 不打开理论是0V 但是lm358 内部电路可能回灌电压 需要实测下。
鲍勃: 我看了另一种解释是2.5V 要是3.3v那么简单我也懂了
向导: 需要查查 以前没碰到这种电路 我的分析可能是错的
向导画外音(尴尬但不知耻而后勇): 看来忽悠不过去了,查资料后再忽悠。
经过一番查询,然后再仿真...再继续回答问题。
向导: 这个电路用在哪里?
鲍勃: 电脑主板上的。
向导: 应该是这个
向导: http://www.crystalradio.cn/thread-827534-1-1.html http://m.elecfans.com/article/300205.html
关于这个我的理解错误,这个电路应该就是类似于LDO 稳压器的原理 这两个链接有讲 可以看看
鲍勃: 嗯嗯,好的 刚刚你这电路怎么分析的 你发的这个图片
向导画外音(生闷气中): 其实我不想回答了,再细致了怕是超出能力之外,你怎么能刨根问底呢?不过既然上面做错了,不把此问题解决掉说不过去,后续一定要谨言慎行。
向导: 定点分析吧 也就是我们的目标是什么 保证2.5V稳定的直流电压 然后看2.5V 偏大 偏小后施加在运放反向输入端的电压变化 具体变化 有实物实测 或者再proteus里面仿真下可能 理解的更透彻些 还得回去看运放的基本电路
鲍勃: 怎么保证输出2.5V
向导: WL431 和TL431 一样的 是2.5V基准稳压 LM358 同向端是2.5V
鲍勃: 这2.5V怎么产生的
鲍勃: 由WL431稳压所得
向导: 是的 这个是基本的431 稳压 电路 另一种接法 前面两个电阻分压 可以调制出不同的电压来 但是都比5V小 这个只接一个电阻的是标准的2.5V 稳压输出 基准稳压源
向导: 反馈的信号与2.5V比较 控制Q23 的导通 稳定2.5V
鲍勃: 但是这个5脚经过分压只有2.39V
向导: R306 估计不接 NC 不接的意思 这种结构是调试的 不同的mosfet 估计要调整R306 那个22K只是一个参考值
鲍勃: 那个220 那个有什么作用限流吗 不要行不行
向导: 不行 这个220 是TL431 datasheet里面好像推荐的 很多推荐电路 不建议更改 他们经过很多实验确定的
鲍勃: 固定值
向导: 一般在温漂和极限工作时不让他超出工作范围 限流估计也是一个作用 稳定我想是另一个作用 你如果改变这个电阻值 不依照推荐电路 那么你要85摄氏度 零下都验证下你的电路是否稳压恒定 否则不要随意变更 能抄datasheet 不要随意变更
鲍勃: 如果R306不接的话 那个稳压2.5v会直接到5脚吗 那个R303会产生电流分压吗 但是此时不是不接地
向导: 会到5脚 电流分压这个词你自己造的吧:) R303 1k 前端2.5V 2.5÷1000 0.0025A 2.5ma电流 串在电路中除非形成回路否则不分压 运放一个基本特性 输入阻抗理论无限大 所以对于R303后边 你可以认为相当于断开
鲍勃: 相当于5脚悬空吗
向导: 可以这么认为 5脚就是2.5V 只感应这个电压 可以认为无电流 实际任何器件当然需要一定的电流驱动 但是运放虚断 就是理想情况 只是正负 比较电压就可以了
鲍勃: 嗯,了解
向导: 你那个图 1.2V那个 我觉得需要实测验证下 很多电路都是实际调试出来的 大体有个原理 然后不断调试 如果有条件自己搭下电路 靠书本上猜测 理解不深刻 可能是错的
鲍勃: 假如此时5》6,7输出12V,MOS管导通 此时3.3v反馈给6脚?是不是这样
向导(这里又回答错了): 7V 不可能的 G极是这样变化的 假设分三个时间段 3秒为例 一秒2.5V变化一次 (这里回答错误,能到电源电压,非轨到轨运放到不了) 6脚 2.55 2.45 2.5 5脚2.5 2.5 2.5 mosfet 会 低 高 低 不通 通 不通 mosfet 在一个范围内呈现开关状态 调压
鲍勃: 就是mos管导通后不知道怎么理解这段
向导: 很短时间内 导通 截止 导通 截止 一段段的电流往后输送 但是他与固定pwm的开关电源不一样 那个是固定频率开关 这个是随变化开关 可能开开开关 开开关关 但是pwm是开关开关开关 永远这样
鲍勃: 嗯,我的意思是MOS管导通后S极此时是不是3.3V 如何让后面就变成稳定2.5V
向导: 不是3.3V 后面有个大电容 电压不能突变 电容不满 电压没法抬高到3.3V 必须电容满的时候才是3.3 还不到3.3 后面设备可能把电流抽走 到此位置 不管我说的对不对 你可以仿真 实际电路挂示波器测试 我有事情了:)
鲍勃: 感谢答疑
https://wenku.baidu.com/view/e38743586bd97f192279e9d4.html
LDO 线性稳压器 追求低压差
他的应用不如DCDC 开关电源广泛的原因是除了送给后极的能量 其他都会损耗在自身 前端输入12V LDO输出3.3 这样的设计是不合理的 4~5V 输入 3.3V输出是合理的 这样ldo本身功耗小 发热不大
但是LDO 输出纹波小 就是直流中夹杂的交流信号小 稳定 所以模拟电路 运放 电流检测用时 取模拟信号(交流类信号)稳定无杂波
DCDC电路用在 需要大电流或者低功耗的场合 允许一定的杂波
昨天的电路就是基本的LDO电路的分立(用多个单独的元件组合)形式,中间用的是mosfet 有些LDO用三极管 但是一个原则 无论是三极管还是mosfet 都是工作在开关状态 mosfet不用说 可以说都是用它做开关 三极管也不用他的放大状态 而是截止 饱和两种开关状态切换 这样才能是LDO的低压差 所以分析时 三极管B极 mosfet G 都是开关信号
7805 之类是非低压差线性稳压器 LDO是线性稳压器的一种 如果是电子专业的 需要学习ldo内部原理 如果非电子专业 要了解LDO用在哪里 它的特性是什么 用起来有哪些限制
另外说下 我是非电子专业的 基本上所有电子知识都是自学的,所以我分析的有些东西 大家有实物或者仿真条件 都要验证下 技术无权威 实践是检验真理的唯一标准 不去试 不要怪我说错了:)
向导: 没有枪 没有炮 我们自己造 我在proteus仿真
向导: 主要是学会这个软件 自己多验证 仿真 我也是学会这个后对电路理解了很多
仿真出错几率小很多 刚开始我瞎猜也是错的
鲍勃: 感谢老师仿真 @向导 有个疑问这里为什么是7.51V
当运放+大于-是,输出高电平,不是应该9v送过来 向导: LM358 不是轨到轨运放 就是输出到不了电源电压 里面1ma 1.4V的压降 意思 是 9V-1.4 =7.6V 轨到轨 运放输出才能到电源电压和地 (如果有负电源供电到负电源)但是无限接近 也到不了运放供电的极限 总会低一点 要看datasheet
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm358.pdf
鲍勃: 那1.4就是运放本身损耗?
向导: 不是损耗 而是设计时内部元件造成的压差 例如你接一个二极管 输出必然会降低0.3~0.7V
鲍勃: 有没有您说的轨到轨输出运放
向导: mcp6022-i sn 这个我常用的 轨到轨运放
鲍勃: 老师能讲讲一般datasheet怎么看 看哪些参数 每次看抓不住重点 英文太多头疼
向导: datasheet 就是没有重点和非重点之分 都有用 但是看你所在的企业 公司 绝对最大值 电气参数 这两个表必看 你碰到问题 然后再回查
鲍勃: 那个曲线图
向导: 曲线图 自己有实物 取几个点实际测测 可能感官会好很多
鲍勃: 嗯,每个器件datasheet都有这个吗
向导: 正规厂商的都有
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上面一段欢迎批评指正,装专家,不如错了改,减少错误。市场无专家,我觉得技术也无专家,都是一部分理解一部分迷糊而已。个人观点无论对错写出来大家才能分析批评,指出错误进行修正。
上面的问题实际上就是很典型的说明电路知识是需要综合性理解才行。开始未仿真我的理解也是错误的。
首先需要明白几个问题才能看懂这个电路 1 运放输入输出的特性 2 稳压管TL431的应用 3 Mosfet 在PWM和稳压模式 G极控制信号的变化 4 电容充放电的特性 电压不能突变的理解 5 非轨到轨运放和轨到轨运放的区别 6 图纸中各种标识的区分(例如NC 什么意思) ...
总之,书籍中未能体现动态信号的变化,是导致电路难于理解的关键点。
前面一些文章讲过,大家搜索动图、视频、动画辅助理解是有必要的。从不可见到可视化非常有用。
从多个维度看信号,体、面、线、点而不是反过来理解