模拟电路好学吗?
本人当初学的时候看的是童诗白教授的教材,再结合网络上华成英教授的模电教学视频系统学下来的。后来也参加全国电子设计大赛,经过两年的电路设计的训练,有一些粗浅的心得,希望可以给后来者一些好的思路进行参考。我个人对模电目前的理解就是两个字:应用。没有所谓最好的电路,只有最合适的电路,电路就是那么一种存在,就是一种工具。就好比交通工具一样,有货车、火车、轮船,由你的需求决定你要使用的交通工具,你要灵活不在乎钱就货车,要速度也要钱少点就火车、不要速度也要价格低就轮船。电路也一样,你要阻抗匹配你就用电压跟随,要放大小信号就比例放大电路,要滤除噪声就滤波电路,看你的设计需求,仅此而已。个人认为这本书大致可以分为三个部分,两大方向:1.基础知识部分;2.分立元件应用电路(方向一);3.集成芯片应用电路(方向二);三个部分前后联系:基础知识-->分立元件应用电路-->集成芯片应用电路。1.基础知识部分:主要讲述后面电路设计和应用时用的有源元件的基础知识,主要包括半导体、载流子、PN结、二极管、三极管(主要分BJT管和FET管)。这个部分是之后电路分析计算的基础,在刚开始学的时候只要大致了解内部构造和原理即可,然后重点记住每个元件的输入输出关系。等在后续两部分学到融会贯通之后再回头仔细钻研这个部分每个元件的内部结构和运行原理。
2.分立元件应用电路:这一部分主要是由三极管加电路三巨头(电阻、电容、电感)这几个分立元件搭建起来的应用电路。比如基本共射放大电路用于放大小信号,共集电路作为射极跟随器起阻抗匹配(跟集成中的电压跟随器相似)等等诸如此类。主要学习几个常用的应用电路,学习它的电路构造和在交直流通路下的输入输出关系。重点必学电路:共射共集共基电路、共栅和共源电路、差分放大电路、几类电流源电路然后还有一些电路一开始不好理解可之后再回头看的:复合管电路、准互补输出级电路
3.集成芯片应用电路:这一部分主要介绍了如何使用集成芯片设计相关应用电路。需要了解的前提基础知识有四个,其中后两个是重中之重,务必理解透彻:①集成芯片的输入输出关系 ②主要参数 ③虚短和虚断的概念 ④反馈的概念。研究完集成电路的基础知识之后研究相关电路:①信号运算电路:加减法电路、同相比例放大电路、反相比例放大电路、微分积分电路、乘法电路。②滤波电路:低通、高通、带通、带阻(这一部分必须要了解频率响应这个概念才能很好的理解)。③电压比较电路:过零比较器、滞回比较器(重难点)、窗口比较器④震荡电路:文式桥电路、矩形波电路、锯齿波电路等(其中正弦波发生电路不好理解可回头再研究)。
附:①分立元件到集成芯片的过渡,就是用分立元件搭集成芯片,主要是四个部分,但是这四个部分基本都是第二部分里面的典型电路搭建而成的:输入级(差分放大电路)、中间级(共射或者复合共射)、输出级(准互补输出电路)、偏置电路(提供各级所需要的工作电流的,由电流源电路负责)。②最后有两个部分我没讲,主要是功率放大电路和电源电路,其实这部分归纳来说还是分立元件和集成芯片的应用电路,我个人认为学好上述部分的内容到时候是很好理解这个部分的。其他的话:我想说这些也只是理论知识,理论很重要,但同时实践也很重要,当你真正参与到实际项目的时候,你就会发现教材上的理论有时太过于理想化,比如你设计一个放大电路,没想到现实中会混入一堆高频噪声,这时候又要设计滤波电路来滤除噪声。总是有意想不到的情况,需要实际经验的积累。无论做项目还是别的要靠这两条腿走路,就是理论加实践,这没有哪个更重要一说,而在乎于这两者你知晓不知晓。
首先你必须回答下面的几个问题:1.你感兴趣吗?2.你愿意动手吗?如果以上有任意一项是否定的回答,那不必往下看了。其实我最早开始对模电感兴趣,是从高中开始的,其实模电有一个很重要的特点,那就是动手,因为模电真的可以理论倒背如流,考试分数高得发指,但是实际上如果你并没有动过手做过,那真是没有什么用:
你可以把谐振电路计算背得滚瓜烂熟,可是就是做不出一个收音机来,因为很多东西跟理论完全不一样。
所以说模电强调一个“实践”的中心。那么从何开始你的实践呢?我给你讲讲过去的事情吧。
其实过去在90年代以前(姑且这么讲),那个物质缺乏的年代,中国很多学习电子的人,何尝不是从自己做收音机,自己做音响设备来起手学模电呢?只不过我们生活在一个幸福的时代里,我们不在需要自己动手了,我们可以花很少的钱,买到一些指标很高的东西,而过去的老前辈们却为了买一个三极管而节衣缩食的时候,那种动手制作获得成功的感受那是多么美好啊!
四十年前,那时候,中国电子工业不发达,生产的元器件数量少,价格高,甚至一批晶体管里面所有的晶体管参数都不一样。那时候不仅仅是要和理论做斗争,还要和性能不好的元器件作斗争,调试的麻烦程度比今天更高,所以实践丰富了,实践中积累的经验就非常多,学习模电理论的时候,就会相对容易了许多。
模电其实是一门动手动脑的科学,我是一个大三学生,我身边有好多同学,只是为了考试而学,模电什么经验都没有,哪怕简单的线头都不会做,焊接也不好,我觉得如果从零开始的话,可以走下面的路径:
1.简单的制作一些面向青少年的电路,比如简单的音频范围内的放大电路,中波收音机,这时候你不必太拘泥于懂得原理,而是倾向于知道怎么调,制作,如何焊接。
2.如果你通过第一步,发现你对这个东西很感兴趣,你会发现你自然而然的就会去了解其中的原理,兴趣是最好的老师,你会渐渐地积累起调试经验和一些基础的电路分析方法,这时候你还不能设计,但是你大概知道了一个电路的基本模块组成,比如收音机的高频和低频部分你已经能区分。
3.这时候你大概过了几个月,你就会发现仅仅学会这些调试已经不够了,你就会开始学习电路基础设计,这时候你会发现原来的书看懂了,原来艰深的公式,计算变得简直如此简单,你就更近了一步
这里说两点很重要的,选对书很重要,选对正确的书能决定你学的如何,国内的教材几乎都是相互抄袭的,有时候国外的书更好。第二,动手实践中要注意总结,而不是盲目地想玩什么焊接什么,也不是光制作就可以。