如何从模拟电路菜鸟变大牛 三位前辈如是说
处理的量来自现实世界, 因此模拟电路的输入中, 既包含与设计相关的信号, 也包含与设计不相关的信号。 比如设计一个心电图机, 电极采集进来的除了需要处理的心电信号本身, 还包含电极的极化电位(直流), 从电源感应来的50Hz干扰等等, 而这些不相关的信号往往要比需要处理的信号强很多。 因此, 攻城狮需要分析信号的特点(如心电信号、极化电位、50Hz干扰所占的频率范围不同; 50Hz干扰属于共模信号, 而心电信号属于差分信号等), 并设计相应的电路, 来提取出需要处理的信号, 抑制与设计不相关的信号(比如设计合适的滤波器滤除带外干扰, 用差分输入的仪表放大器消除共模干扰等)。
理论分析和仿真时忽略的因素, 在实际的电路中可能产生很大的影响, 甚至是决定性的影响。电路原理图只能反映元器件之间的连接情况, 是拓扑的; 而实际的电路是物理的。 这也是课本上讲的内容和实际的电路的最大差别。 举例来说, 任务要求攻城狮设计一个220V转5V的开关电源, OK, 很多半导体厂家都有用于隔离开关电源的控制器, 只要看数据手册里面给的参考设计, 根据计算更改几个反馈元件的量值, 是不是就可以了呢? 这样做出来的东西, 倒是大都可以工作; 但是也只是可以工作——事实上印制板布图的不同, 能够严重影响输出纹波的大小。 甚至在很多情况下(如进行射频设计时), 印制板的分布参数也会作为电路中的元件使用。
模拟电路设计中充满着技术指标、功耗、成本等各种约束, 而这些约束往往不能同时满足, 甚至会互相冲突。 比如设计便携式心电图机时, 考虑到对功耗的严格限制和直接使用系统提供的电源的方便性, 会倾向于使用低压单电源供电; 而考虑到共模抑制比和动态范围的要求, 又会倾向于使用双电源供电。 在这些约束之间妥协和折衷并作出取舍, 贯穿整个设计的始终。
那么想要从事模拟电路设计, 需要做些什么呢? 下面是一个不完全的列表(详细内容待补充):
通晓电路分析的方法, 掌握至少一种仿真软件的使用方法。
掌握阅读元器件数据手册的方法。
多动手实验。
及时整理自己获得的结果, 尤其是负面结果。
掌握设计电源的技能。
了解热设计的内容。
关于排故技能。
以上两位还不够么,再来一个,这位知乎用户李瑄给你推荐了一个很好用的免费小软件:强烈的兴趣将是你模拟电路学习之路的不灭动力。业余无线电?音频功放?仪器工具发烧友?…许多大师都是从小时候的业余爱好中,爱上模拟设计的。
模拟电路设计 = 系统设计(精髓是反馈) +电路分析(数学方法的图形化理解) +有源/无源器件各种特性的利用(了解器件的各项实际特性)
具体到学习上: 1、U-I这类图解法的娴熟应用,结合各种器件的特性曲线,对电路的理解有极大帮助,促进直观理解。 2、叠加原理、戴维宁等效这些方法多去尝试使用。 (上面2条其实都需要一个良好的电路分析的基础)
3、不要记太多公式,注意合理近似和直观理解公式的意义。 4、模拟设计的精华——反馈,好好吃透,积累技巧,建议用纯晶体管制作AGC电路、稳压电源以便加深理解。 5、这是一门工程学科,需要大量的实践,以纠正自己理解上的偏颇。
强烈推荐:如果实验条件不足,推荐用 LTspice 仿真,小巧的免费软件,操作方便,爱不释手!
素材整理于知乎,感谢作者:Yike,Tariel,李瑄,仅为学习交流,版权归作者所有
- 一篇关于IC设计的好文章(09-06)
- 具有高电源抑制比性能的线性稳压器(01-22)
- 海思半导体大规模采用SpringSoft的验证与定制设计解决方案(02-17)
- 输入电容器的设计考虑因素(03-27)
- 善用放大器进行模拟IC极限性能设计优化(04-03)
- IC设计高手的成长之路(09-22)