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學了四年的電路,卻看不懂電路圖?

大家好,我是小棗君。

今天轉一篇知乎上看到的文章。

原文是有一位同學提了一個關于電路圖的問題,然後一位叫LordPGM的答主針對該問題,給出了自己的解答。

題主的問題如下:

我最近新學單片機,發現現在所接觸到的電路圖,和讀書時實體上學的電路圖好像都不太一樣。實體上的電路圖總是用兩條線表示電源,流向明顯。而現在接觸到的電路圖,電源全是VCC,負極是GND,流向就不大明白了,不知道從哪條線流出。在網上查,全是關于實體學上的電路圖講解。請問帶VCC和GND的電路圖是什麼電路圖?在什麼書上能學到這種基礎?

LordPGM的回答如下:

現在國内模電教學方面存在的問題就是:從來不講經典實體上的各種公式是怎麼變成一個個獨立元件的。這導緻了很多大學實體的學生覺的模電很難,沒法用大一大二所學的各種複雜的公式來解釋現實當中的電路圖。

其次,大學模電脫離實際。

書上的電路看起來純潔的不得了,分析下來能夠完美的工作,但實際搭出來的效果往往不盡人意。

就拿大學裡一直搞來搞去的開關電源來說,很多書上不加共模濾波器,往往都會因為LC諧振産生的EMI通過地線流入電路導緻無法正常工作,就算加了,解釋的時候一般都會說“減少電網的不穩定性所造成的影響”。或者是三相電整流不加防沖擊電阻,一接上電前面六個二極管也就全都爆炸了,就算是加了防沖擊電阻,也都不加延時短路電阻的電路(老闆看到你活生生浪費這麼多功率肯定立馬開了你)。

學了四年的電路,卻看不懂電路圖?

(意思一下,别在意數值)

首先先回答題目中的問題。

像題主接觸的單片機控制電路,接觸到的GND一般都是信号地,VCC也一般都是3.3V或5V,使用電源或者電池供電。所有的GND都是連在一起的,最終回到電源的負極。所有的VCC也一樣,回到電池的正極。

學了四年的電路,卻看不懂電路圖?

AMS1117-3.3是在單片機電源中極其常用的一款貼片IC,能把5V的電壓轉換成3.3V的電壓,VCC5和一般接地符号(倒三角)來自于5V的供電,C30接在VCC5和接地符号之間,起到了濾波的效果。VCC5連接配接到了AMS1117的Vin,提供工作電壓,接地符号連接配接到了IC的GND。C31起到的是增加穩定系數的功能,由于電容兩端電壓不能突變,假設單片機的功耗短暫的增加了一下,我們不希望這個信号影響到AMS1117的輸出電壓,因為AMS1117有一定的反應時間,如果沒有這個電容,那麼IC就因為很小的波動而持續輸出高電壓或低電壓,不穩定的電源對單片機的傷害還是很大的。加入了C31後,由于電容的儲能性質,能夠減少波動。

在右邊又出現了一個VCC,我們可以判斷出這個VCC所連接配接的導線上的電壓是3.3V。C29是電解電容,它起到的是儲能的作用。右下方的GND就是單片機的工作地了。來自VCC的3.3V電壓通過R23和發光二極管D13,起到了電量訓示的作用。最右邊的是電池,我們不難看出,引腳2對應的是電池的正極——3.3V,而引腳1對應的是電池的負極——0V。當不存在外部電源供電時,2(電池正極)——R23——D13——GND——1(電池負極)組成回路,使得D13起到了訓示電池電量的作用。

在這裡代表3.3V的VCC看似沒有作用,但如果在同一張原理圖中再次出現了VCC時,比如單片機上,我們就知道這個VCC代表3.3V,而且在将原理圖轉換成電路圖時,電腦會自動将這些名字一樣的符号連接配接到一起。最後,電池也一定要組成回路才能充電,那麼不難想到,GND和接地符号必定也在原理圖的某個地方連接配接到了一起。

其實在這樣的電路中,VCC和GND隻不過是一個标記罷了,代表它們之間是連在一起的,設計原理圖時要求的是易讀懂,容易找出各個子產品的位置,不能再像書上一條導線拉到底。

然後就是學習上的問題了,大學的教材不成系統,對于不同能力的人也很難找到對應水準的書籍,往往看完一本不知道再看哪一本,就算找到了兩本書上也極有可能存在不同的地方。

是以,我推薦題主好好搞好和大學老師的關系,特别是有工作經驗的,讓他們多帶帶你,讓你早點了解到工作中會遇到的各種書本上不能遇到的問題。

對于如何學習電子電路知識,我能告訴題主的有以下幾點:

1、充分利用基礎的實體公式和定律。

公式和定律永遠都不會是錯的,任何一個波形,電流和電壓上的任何變化,都可以用基礎的知識來解釋。MOS管開關為什麼會有延時?因為MOS管的原理和結構導緻了其内部必定存在電容。為什麼地線的電壓測得不為0?因為地線也有一定的電阻。為什麼三極管會飽和?因為二個PN結均正偏,IC不受IB之控制。刨根問底,嘗試把公式利用起來,去解釋每一個現象。

2、多看,多分析電路圖。

最友善的方法就是在百度上搜電路圖,一張張看過去,夠你看一天的。然後要注意糾錯,看看元器件的使用和數值是否正确,網上的東西也有很多是錯的。

3、把想法直接變成原理圖,把原理圖直接變成電路闆。

現在打闆比以前便宜了不少,10塊雙面也就大概七八十的樣子,也就幾頓飯錢。很多學生就天天在腦中意淫電路,直到實作了才發現這裡有問題哪裡也有問題,也有人都大四了還在天天玩面包闆,連烙鐵都抓不住。就算闆子廢了,也可以在示波器上分析一下,研究問題所在。

4、多用仿真軟體。

比如Multisim,仿真出來的效果不亞于真實電路的效果,一個元器件通常會有三四十種不同的參數,也比現實中友善,測量數值也更随心所欲。

最後,還是要找個好師傅,幾年的工作經驗能夠通過幾句話總結給你聽。也别再看大學教材了,直接去做項目,有了項目就會知道自己要學什麼,也更容易看出問題。

原文釋出時間為:2018-07-16

本文作者:LordPGM

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