Comments 136
Я с детства пытался понять, как работает транзистор, и как всё-таки самому рассчитывать параметры усилителей, а не копировать готовые схемы. В кружок радиолюбителей ходил, все доступные книги прочитал, на факультете радиоэлектронного оборудования учился. Но начал что-то понимать (надеюсь), только прочитав эту книгу.
(А ещё осознал, что значительная часть радиоинженеров так к этому пониманию и не пришла.)
(А ещё осознал, что значительная часть радиоинженеров так к этому пониманию и не пришла.)
Сейчас в 99.9% случаев этого и не нужно: всё модульное "и лучше, и дешевле" (я тоже когда-то начинал с фундамента, читал и эту книгу, но сейчас на практике эти знания оказываются востребованы экстремально редко).
значительная часть радиоинженеров так к этому пониманию и не пришла
Hidden text
Есть очень-очень хорошая лекция, а точнее их цикл. Самое главное, что понял — транзисторы это управляемые источники тока. И каскады в первую очередь нужно рассматривать с этой отправной точки.
А я считаю их управляемыми резисторами.
Если я понимаю верно, то аналогия с резистором некорректная. Т.к. ВАХ резистора линейна (не учитывая ТКС и меняющееся из за саморазогрева сопротивление). А выходная ВАХ транзистора словно выходит на горизонтальную линию, и ток через транзистор перестаёт существенно определяться напряжением батареи питания. Ну и ВАХ резистора симметрична относительно нуля и они пригодны для цепей переменного тока. А вот о транзисторе такого не скажешь.
Странно, а я почитав эту книгу понял, что не понимаю как работает не то, что транзистор, а даже диод. Потому пошел читать Титце Шенка. Х.Х. он всё же не про то, как работают элементы, а про то, как рассчитывать параметры схемы. И слово искусство в названии очень точно отражает суть книги - немного понимания, немного "делай по аналогии", немного интуиции и много метода проб и ошибок - искусство в чистом виде.
Рудольф Сворень. Транзисторы шаг за шагом. Более наглядного и простого обьяснения принципам работы транзистора и приборов на его основе в природе не существует. Прочитал в школьном возрасте. Вообще у Свореня есть серия книг "* шаг за шагом" - все про физику, электричество, электронику и цифровую технику.
Рудольф Анатольевич Сворень (29 мая 1927 — 30 мая 2018) — советский и российский радиоинженер, журналист и писатель, кандидат педагогических наук. Популяризатор в области электроники, работал в журналах «Радио», «Наука и жизнь». Издано 13 его книг, общий тираж которых превысил 8 миллионов[1].
Среди них — энциклопедия юного радиолюбителя «Электроника шаг за
шагом». В последние годы жизни Рудольф Сворень проживал в Бостоне, США, штат Массачусетс.
Но для простоты нам все же удобнее рассматривать движение положительных зарядов — дырок, что, как мы уже не раз подчеркивали, совершенно не противоречит истине. При желании можно еще раз привлечь на помощь аналогию со зрительным залом, дополнив его запасным выходом, куда убегают из первого ряда разочарованные зрители, фойе, где толпятся ожидающие свободного места безбилетники, и еще загадочной комнатой (в нашей аналогии она отображает батарею), в которой сбежавшим со спектакля зрителям сообщают кое-что такое, что заставляет их вновь устремиться в зал (рис. 16).
Извините, но это никуда не годится. Это не объяснение, а создание иллюзии объяснения. Уж лучше почитать Барьеры из серии Библиотечка Квант. Книга для школьников и студентов, авторы старались упростить объяснение, но с сохранением честной физической модели. Уровни Ферми, уровни Тамма, коэффициенты диффузии, распределение поля в барьере и т.п. А не просто электроны бегают за дырками аки кавалеры за барышнями.
Уровни Ферми, уровни Тамма, коэффициенты диффузии, распределение поля в
барьере и т.п. А не просто электроны бегают за дырками аки кавалеры за
барышнями.
Вы сможете все это обьяснить школьнику 7-8 класса ? Я прочел книгу Свореня именно в этом возрасте. Там дальше в книге кстати есть и более научное обьяснение.
7-класснику нет. Не раньше 10 класса, лучше 11. Ну мы то люди взрослые.
Зато какие преимущества! Например, с первых же страниц становится понятно на каких принципах работает прибор ночного видения, и почему для его матрицы необходимо соединение InSb - потому что у него очень низкая энергия выхода электрона из атомной связи 0.27эВ и даже инфракрасный фотон обладает достаточной энергией, чтобы высвободить свободные электроны и тем самым сильно увеличить проводимость этого материала. (возможно сейчас уже нашли другие соединения, всё же книжка 80х годов).
Помоему Вы слегка путаете электронику с физикой (или микроэлектроникой). Электроника это про конструирование, ремонт и обслуживание радио-электронных приборов используя готовые электронные компоненты (ЭКБ). А вот микроэлектроника это то, про что Вы говорите, про то как эти компоненты работаю, про особенности их производства, про материалы из которых их производят, про проистекающие в них физические (и химические) процессы и т.д. Зачем электронщику, проектирующему прибор ночного видения, знать какая должна быть энергия фотона для смены электроном энергетического уровня ? Ему нужен компонент (ПЗС матрица) со строго специфицированными характеристиками и температурным режимом. Как она работает - знать нужно только в общих чертах и вряд ли это знание пригодится ему при проектировании. Ну так, в курилке поддержать разговор с коллегами из соседнего отдела, которые занимаются реверс-инжинирингом китайского прибора или матрицы. ;-)
Зачем электронщику, проектирующему прибор ночного видения, знать …
Как минимум, чтобы суметь протестировать пачку разных матриц и определить, какие из них соответствуют спецификации и могут быть использованы. Чтобы прочитать даташит (если есть) и увидеть, возможно ли заявленное быстродействие с учетом протекающих в устройстве процессов. Электронные компоненты это вам не лего - одни не той формы, другие не работают как заявлено, третьи вообще из непонятной субстанции сделаны,…
Это абсолютно неверно, у нормальных производителей параметры компонентов соответствуют даташиту, я если нет - то это брак. Ессно, ошибки встречаются, но знание принципов работы транзистора это понять никак не помогает, поскольку в 99,9% у вас нет внутренней схемотехники даже обычного ОУ.
Не всегда так. Лавинные фотодиоды, например, имеют настолько большой разброс характеристик, что приходится подстраивать схему управления индивидуально под каждый прибор.
Знание принципов работы полупроводниковых приборов помогает всегда. Чесно говоря, я не представляю как можно проектировать электронный прибор не понимая как он устроен. У всех хороших производителей электронных компонентов как минимум приводится эквивалентная схема входов/выходов и описание принципа работы.
Ну или например, как вы будите выбирать какой ОУ поставить в схему: с входом на полевых или биполярных транзисторах, не понимая чем они отличаются? Или какой тип включения усилителя выбрать инвертирующий или неинвертирующий? Или нужно ли ставить в цепь управления затвором полевого транзистора резистор и какого номинала. Или почему у вас в схеме открывается биполярный транзистор когда не должен и что такое режим работы в лавинном пробое и где в даташите между строк об этом пишут или не пишут!
Для того, чтобы выбрать ОУ, не нужно знать напряжение запрещённой зоны кремния или уровни легирования перехода, от слова совсем. ОУ выбираются по внешним параметрам ( смещение, входной ток, полоса и т.д.), а внутреннюю структуру в либо вообще не знаете, либо она в сильно упрощённом виде. В любом случае надо руководствоваться при разработке даташитом, а не пытаться вычислять что то по принципиальной схеме .Всё, что вы перечислили (резисторы в затворе, лавинный режим и т.д.. это внешние схемотехнические параметры прибора, а не его внутренняя механика работы.
З.Ы я закончил МИРЭА по специальности радиотехника и успел некоторое время поработать разработчиком ГЛОНАСС а
Прям так уж и путаю. Все же и электрические схемы и электрические приборы это физика, просто разные её разделы с размытой границей где кончается один раздел и начинается другой. Во вторых эта ветка обсуждения началась со слов Я с детства пытался понять, как работает транзистор, и как всё-таки самому рассчитывать параметры усилителей, а не копировать готовые схемы.
Ну а как понять, как работает транзистор без физики p-n перехода? Никак. Иначе так и придется копировать готовые схемы, лишь немного их модифицируя, по сути рассчитывая параметры элементов схемы по известным алгоритмам, описанным в том же ХХ, а потом проверяя на практике что получилось. И я вовсе не говорю, что это плохо. Это нормальный и разумных подход, которым пользуется большинство радиолюбителей, да и профессионалов тоже. Просто так невозможно понять как работает транзистор и при сильной модификации схемы вылезут какие то необъяснимые эффекты, и алгоритм расчета параметров, описанный в учебнике ХХ перестанет работать.
Да, и чтобы не возникло непонимания. Я вовсе не говорю, что ХХ плохая книга. Наоборот, мне эта книга очень нравиться, она действительно крутая. Во первых она интересная и её приятно читать. Этого уже достаточно, чтобы книга была хорошей. Во вторых она расчитана на широкий круг читателей. Да, в ней сознательно не рассматриваются сложные физические моменты, но зато её могут читать очень многие. Для того чтобы её читать достаточно знать физику и математику на уровне старших классов школы. При этом она позволяет многие вещи в работе электрических схем понять, а то, что не может объяснить дает на веру, но с многочисленными наставлениями и примерами как надо делать, а как не надо, чтобы всё было хорошо.
Т.е. книга позволяет стать достаточно продвинутым электронщиком и при этом не предъявляет к читателю почти никаких требований - не надо знать теорфиз, квантовую теорию поля, высшую и сверхвысшую математику. И это действительно круто! Поэтому книгу любят и поэтому она пережила много изданий. Да, она не объясняет как работает транзистор, это не её задача. Но она делает своё дело, и делает его хорошо.
Я могу, и часто делаю.
Мой рекорд - объяснить это 6 летней дочери, вместе с отражением, люминисценцией, флуорисценцией и цветами красок.
Всё дело в школе. Мне повезло учиться у лучшей школы физиков. Люди, которые ходили на лекции Ландау и Фейнмена, которые ещё застали вемя в этой ауке, когда один человек мог, пусть по верхам, но знать все закутки этой чудесной науки.
Физиком я так и не стал, из-за органической боязни сложной математики, но химиком, а потом и биохимиком стал хорошим во многом из-за того, что могу объяснить транзистор (а также молекулярные орбитали, спектрофотометрию и термодинамику) 7-классникам.
Звучит, как основа для книги или хотя бы статьи на Хабре.
Увы, моя огромная проблема: я не умею писать что-то длинное. Даже дисер ещё не написал. Но книгу про этих учителей уже написали, и про Лигу Школ, и про хим. лицей, и про химфак МГУ. И гораздо более опытные писатели.
Но, если, как вы говорите, есть интерес, то можно попробовать следующее: мы сейчас в Израиле планируем сделать школу для русскоговорящих школьников. У них полная катастрофа: 2 года потеряно из-за ковида, год из-за переезда и год из-за изучения нового языка. Это люди, которые не видели учебников по естественным наукам вообще. Мы пытаемся организовать для них проектную работу, которая зачитывается как баллы для поступления в ВУЗ. И там надо будет им всё это объяснять. Я попробую записать лекцию в виде видео, а потом кто-нибудь из друзей оформит это в виде методички. Увы, все мои конспекты остались в прошлой жизни, поэтому придётся часть илюстраций придумывать заново, но, я надеюсь, получится.
Звучит интересно, а дистанционно поучаствовать можно из других стран? А то вот в Таиланде в российском консульстве в 11+ лет на уроке технологий бумажные вагончики клеили (программа есть в открытом доступе)… когда сейчас дети лет с 10 пользуются программами 3D моделирования и слайсерами для 3D печати. За полтысячи долларов в месяц шикарное образования (да, программы по другим предметам я тоже смотрел).
בהצלחה
Корпускулярно-волновой дуализм, интерференция волн прекрасно объясняются в бассейне, детям вообще очень нравится идея, что можно всем вместе прыгнуть так, чтобы создать волну-убийцу. Первое - потому что за спиной стоящего человека падающая на него волна тоже существует, хотя должна заслоняться целиком (как вам идея вязкости для световых волн? А ведь идея эфира поддерживалась столетиями топовыми физиками, так что неплохое размышление для 6+ лет), второе - на основе сложения волн, если несколько человек прыгают синхронно и рассинхронизированно. И да, студентам и, порой, выпускникам радиофака ННГУ в свое время я примерно так же объяснял, потому что глядя на формулы и текст в учебнике они в большинстве не понимают вообще ничего - вот только бассейна под рукой не было, а то было бы в разы проще. А физик с мировой известностью, кто общедоступные курсы в университете для 8-11 классов вел в мои школьные годы - так он способен объяснить физику плазмы и диаграммы Фейнмана хоть в детском саду.
Аналогии хороши как промежуточная ступень. Не всем людям нужно и хочется идти в самые дебри. А кому-то становится тесно в рамках текущего понимания и он пойдёт. А если грузить человека сразу всем объемом информации, можно получить стойкое отторжение. Как этого достигают в школе с математикой.
Согласен. Кстати про Рудольфа Анатольевича на хабре узнали благодаря автору этой статьи -- и он был инициатором переиздания книги, что можно сейчас найти в магазинах.
«Массовая радиобиблиотека». Выпуск 0480. Айсберг Е.Д. Транзистор?.. Это очень просто!
Но начал что-то понимать (надеюсь), только прочитав эту книгу.
Прочитав эту книгу вы начали понимать не как работает транзистор, а как Пауль Хоровиц и Хилл Уинфилд думают, что работает транзистор (а это две большие разницы и на этом пути вас ожидают ещё очень интересные открытия).
Транзистор по Свореню вполне понятно изложен. А радиолампы у Борисова.
добавлю токсичности.
В среде электронщиков принято хвастать чтением этой книги. Но я пришел к выводу что большинство только смотрели картинки, а задачи не решали.
Лично я нашёл время порешать задачи в книге только в лет десять назад, будучи уже состоявшимся специалистом. И пришел к выводу что хочу расстрелять издательство Бином или кто там стоял за переводом. Задачи решить нельзя. Нужен оригинальный английский текст.
Переводили либо студенты за зачёт или рабы. Нереальное количество ошибок. Большое подозрение на вредительство. 7 издание, 2010 год. Бином
мой преподаватель микроэлектроники работу транзистора объяснял "на пальцах" так: аналог транзистора в реальном мире - это водопроводный кран.. малым усилием руки, управляя краном, мы регулируем в разы бОльшую мощность потока воды подходящего к крану из водопроводной сети и вытекающему через сам кран..
как то так.. )
Очень хорошая новость. Спасибо. Немедленно купил.
Скиньте ссылку где, спасибо!
Посмотрите здесь. Я заказывал на Озоне по 2160 руб., но сейчас там дороже
Кто нибудь взялся бы перевести на русский язык "Настольную книгу американского радиолюбителя" (ARRL Handbook). Это уникальное всеобъемлещее шеститомное пособие по радиосвязи, радиотехнике, электронике, цифровой технике, схемотехнике, программированию и плисоводству для детей от 6 лет и до бесконечности. Постоянно обновляется и выпускается раз в год Американской Ассоциацией Радиолюбителей (ARRL) на протяжении более 100 лет. У меня в офисе лежит комплект от 2020 года, постоянно в него заглядываем за кружкой кофа и находим что-то новое. Так случайно выяснили, что большинство российских радиолюбителей паяют антенные разъемы типа PL-259 не правильно. :)
Там же только центральный контакт паяется, а дальше обжим
А вот и нет! :)
Я позже отсканирую страничку из Хэндбука.
Как и обещал, вот фото странички из "ARRL Handbook 2020" со схемой пайки. Коротко: оплетка кабеля тоже паяется, через четыре отверстия по бокам внутренней части разъема.
Hidden text
Вот. То же самое. 5 распаек. https://www.youtube.com/watch?v=InBNyWI1-Ys
Опубликовали.
О, пользуясь случаем, спрошу у сведущего человека, как паять прикручивать антенные разъёмы. Вот есть гнездо SMA /у бытовых точек доступа wi-fi такие гнёзда для подключения антенн/. От гнезда — коаксиальный проводок идёт к электронике. Вопрос: ежели такое гнездо монтируется на металлический корпус прибора, они (корпус и гнездо) должны быть электрически соединены или должны быть изолированы в месте монтажа? Вы не в курсе? Понятия не имею, где это нужно спрашивать
Такие разъемы обжимаются специальным тулом. За неимением тула их паяют, кто как сможет. Если корпус металлический, то он должен иметь плотный контакт с оплеткой (экраном), так как в радиопередающей технике корпус прибора выступает в роли "ground plane" (виртуальной земли) и является частью радиопередающей системы.
Спасибо, что нашли время для ответа. Вы, кажется, отвечали про проводок. К проводку у меня нет вопросов. У меня вопрос к электрическому соединению корпусов прибора и розетки sma. У меня есть HP Elitedesk 800 G2 desktop mini, в котором штатные, пустые дырки под разъёмы sma густо залиты толстым слоем чёрной краски, вместе со всем корпусом. А в sevice manual нет ни слова про “зачистите посадочные места под розетки до металлического блеска”, только “воткните и прикрутите”.
В связи с чем и возник вопрос. Я ничего не понимаю в антеннах, но вроде бы “ground plane” незачем соединяться с землёй электроники именно на sma-розетке, корпус соединяется с землёй электроники в специальных точках на плате электроники.
Я бы сделал так. Сначала выяснил, имеется ли гальваническая связь корпуса с сигналом GND платы (тупо замерив сопротивление). Если корпус и GND связаны напрямую (а не через резисторы, емкости или суппрессоры), то зачистил бы краску и тем самым усилил бы GP - это должно улучшить качество принимаемого сигнала. Если корпус отвязан от GND, то особого смысла в удалении краски нет.
Обратите внимание на крепеж разъема, там должна быть гровер-шайба и она там не с проста. Плотно прижимая такую шайбу гайкой разрушается лакокрасочное покрытие панели и устанавливается электрический контакт с разъемом.
Я очень мало понимаю в электронике, но заметил, что конструкторы рэа обычно избегают … токовых петель (?) в соединениях компонентов. Зе́мли компонент соединяют где-нибудь в одной толстой точке. Поэтому неаргументированная рекомендация “усиления GP” с созданием токовой петли вызывает у меня настороженность. Может, так и надо, но я про это ничего не знаю.
там должна быть гровер-шайба и она там не с проста
← Да запросто спроста. Это на wifi-роутере такое.
На предыдущем фото зубастых шайб побольше, но там универсальный pigtail с mouser'а, а не штатный от десктопа, штатного я в глаза не видел, а он вполне может оказаться таким, как слева.
Кроме того, когда действительно хотят обеспечить электрический контакт между двумя металлическими деталями, это делают иначе, нежели “ну, наверное, гроверная шайба проколет краску”. А если не проколет?
В конструкции на последнем фото изолирующей гильзы на проходе через лист металла нет. Но контакт тоже не гарантирован. Может будет, а может, нет. Что хотели, непонятно. И непонятно, как на самом деле надо, и почему.
Гальваническая связь корпуса и земли электроники везде присутствует.
Штыревая антенна, что у Вас на фото, сама по себе не работает (ну или работает очень посредственно), для работы таким антеннам требуется GP. В качестве GP часто выступает корпус устройства или слой "земли" печатной платы. Антенну изолируют от корпуса в том лучае, если корпус не имеет жесткой связи с "землей" приемо-передатчика, так как в этом случае корпус будет выступать в роли вторичной антенны - будет "собирать" на себе цифровые шумы и "сливать" их в антенну. Поэтом я и рекомендую сначала выяснить, заземлен ли корпус вашего устройства.
Я в предыдущем каменте писал, что заземлён, вы просто не заметили. Как корпус устройства с закрашенными краской фабричными отверстиями под sma, так и корпус с примером монтажа (2-е фото)
Значит можно сажать на "землю". Если корпус заземлен, то каких-то проблем Вы не создадите. Что Вас удерживает от эксперимента ? :) Сделайте замеры RSSI в двух вариантах.
Эксперимент не провожу по разным другим причинам. Может, вообще не буду. Но разобраться, как надо делать по уму, всё равно интересно.
Тут ведь как. Разработчики вашего устройства могли приследовать какие-то другие цели (не качество и стабильность связи), а например бороться с интерференцией и помехами от радиопередающего устройства на высокоскоростные цифровые цепи внутри изделия (на PCIe), поэтому добавили изоляторы. Так как мы не знаем какие проблемы они решали, то можем только экспериментировать и смотреть на результат.
Вы про 2-е фото? Китаец не добавил изоляторы, он смонтировал так, что контакт скорее будет, чем нет, но не гарантированно. Я также упоминал устройство с окрашенными дырками под sma, там тоже контакт то ли будет, то ли нет, намерение разработчика не просматривается. У меня именно это вызывает вопросы: есть контакт или нет — не имеет значения?
do it yourself
Спасибо за новость.
Сейчас подумал, что я бы мог спросить LLM - и пришла идея спросить про практические проекты на базе содержимого этой книги, вот что получилось:
"Десять DIY проектов на базе различных глав книги "Искусство схемотехники" с указанием номеров глав, уровня сложности, а также перечнем необходимых компонентов для каждого проекта"
Hidden text
1. Простой аудио усилитель
Главы: 2 "Биполярные транзисторы", 4 "Операционные усилители"
Уровень сложности: Начинающий
Компоненты: Биполярные транзисторы (напр., 2N2222A), операционные усилители (напр., LM358), резисторы, конденсаторы, питание, динамик.
2. Солнечное зарядное устройство для мобильных телефонов
Главы: 9 "Стабилизация напряжения, преобразование энергии"
Уровень сложности: Средний
Компоненты: Солнечная панель, стабилизатор напряжения (напр., LM7805), диоды, аккумуляторы, USB разъем.
3. Цифровой термометр
Главы: 5 "Прецизионные схемы", 1 "Основы электроники"
Уровень сложности: Средний
Компоненты: Цифровой датчик температуры (напр., DS18B20), микроконтроллер (напр., Arduino), OLED-дисплей, питание.
4. Ночник с автоматическим включением
Главы: 2 "Биполярные транзисторы"
Уровень сложности: Начинающий
Компоненты: Фоторезистор, биполярный транзистор (напр., BC547), резисторы, светодиоды, питание.
5. USB MIDI контроллер
Главы: 7 "Генераторы и таймеры", 8 "Малошумящая аппаратура"
Уровень сложности: Продвинутый
Компоненты: Микроконтроллер с USB (напр., Arduino Leonardo), кнопки, потенциометры, USB кабель.
6. Портативный металлоискатель
Главы: 6 "Фильтры", 7 "Генераторы и таймеры"
Уровень сложности: Средний
Компоненты: Схема на основе LC генератора, катушка, транзисторы, питание.
7. Водонепроницаемый датчик влажности почвы
Главы: 5 "Прецизионные схемы"
Уровень сложности: Начинающий
Компоненты: Микроконтроллер (напр., Arduino), датчик влажности почвы, OLED-дисплей, резисторы, питание.
8. Построение RGB LED контроллера
Главы: 3 "Полевые транзисторы"
Уровень сложности: Средний
Компоненты: Микроконтроллер (напр., Arduino Nano), RGB LED, полевые транзисторы (напр., IRF530), резисторы, питание.
9. Электронный дартс
Главы: 8 "Малошумящая аппаратура", 9 "Стабилизация напряжения, преобразование энергии"
Уровень сложности: Продвинутый
Компоненты: Микроконтроллер (напр., Raspberry Pi), датчики удара, LED для индикации, питание.
10. WiFi Управляемый автомобиль
Главы: 7 "Генераторы и таймеры", 1 "Основы электроники"
Уровень сложности: Продвинутый
Компоненты: Микроконтроллер с WiFi (напр., ESP8266), двигатели DC, драйвер двигателя (напр., L298N), аккумулятор, шасси автомобиля.
Каждый проект предоставляет возможность не только практически применять знания из различных глав книги, но и глубже изучать интересующие аспекты электроники и разработки.
А схемы то где ? ;)
В книжке, вот они:
Это вот такое вот они прям и напечатали в этом последнем переводном издании? Позорище.
Я написал в основном тексте заметки, что эта ошибка издательству известна и они ее исправляют. В уже напечатанные книги вкладывают лист с тремя непропечатанными схемами
Ну там пример не был приведён. А тут прям очень наглядный. Я не в теме типографского дела, но всё равно как по мне -- это не "типографский" брак, это брак подготовки к печати. Моё предположение, что всякие там редакторы, корректоры и кто ещё должен отсматривать то что планируется напечатать -- тупо смотрели и думали что так и должно быть, потому что сами не в теме. И если это действительно так -- это позорище.
Да не. Я уж было подумал грешным делом, что ИИ все схемы нарисовал по этим заданиям и электронщики больше не нужны. :)
На.
да, пока не слышал чтобы LLM могли и схемотехникой заниматься, сделал поиск нашел публикацию "LADAC: Large Language Model-driven Auto-Designer for Analog Circuits" (на английском) и попросил LLM рассказать о чём статья (на русском):
Hidden text
Исследование под названием "LADAC: автоматизированный дизайнер на базе больших языковых моделей для аналоговых схем" представлено командой авторов: Чэнджи Лю, Йицзян Лю, Юань Ду, Ли Ду. В работе рассматривается возможность использования больших языковых моделей (LLMs) для автоматизации проектирования аналоговых схем, что является новаторским подходом, поскольку большинство исследований в данной области сосредотачивались на цифровых схемах. Проект LADAC демонстрирует, как LLM может выступать в роли агента, принимающего решения на основе пользовательских требований и принципов проектирования аналоговых схем, и успешно применяется для проектирования двух типов усилителей с коэффициентом усиления более 80 дБ и кольцевого осциллятора с частотой колебаний 100 МГц.
Введение в статье подчеркивает значительный прогресс LLMs в решении различных задач благодаря их способности к логическому мышлению. Однако применение LLMs для дизайна аналоговых схем сталкивается с рядом проблем, связанных с особенностями аналоговых схем, такими как сложные взаимосвязи и необходимость итеративного подбора размеров транзисторов.
Для решения этих проблем предлагается LADAC, система, в которой LLM выступает в роли агента, принимающего решения и выполняющего задачи по извлечению знаний об аналоговых схемах, оптимизации размеров транзисторов и проведению симуляций. Разработанная система включает в себя локальную базу знаний по домену аналогового проектирования и интерактивные инструменты для расчета и оптимизации параметров схемы.
Основные вклады работы включают разработку специализированного агента LLM для анализа и принятия решений в процессе дизайна аналоговых схем, создание локальной базы знаний по аналоговому проектированию и разработку интерактивных инструментов, позволяющих автономно оптимизировать размеры транзисторов и получать результаты симуляций.
Статья демонстрирует успешное применение LADAC для проектирования аналоговых схем, подчеркивая потенциал LLMs в расширении возможностей автоматизации дизайна аналоговых схем. В заключении обсуждаются вызовы и возможности использования LLMs в помощь дизайну аналоговых схем, а также перспективы дальнейших исследований в этой области.
Я пытался из LLaMA2 70B выжать "составь схему четырехбитового полного сумматора на языке Verilog". Она выдает схему сумматора, но не полного - нет входящего и выходящего переноса. Я пытался ей всячески намекать и так и эдак - не понимает. В общем, результат полностью отрицательный. Под полным сумматором понимается схема именно с переносом. Видно, что модель этого факта не знает, а в Сети куча неправильных вариантов. ;-)
Вот что отвечает ChatGPT 4.5, на запрос "make a circuit of a four-bit full adder in Verilog language", насколько близко к ожидаемому результату? (это т.н. zero-shot)
Hidden text
Creating a four-bit full adder circuit in Verilog involves leveraging a basic full adder module to handle binary addition bit by bit. A full adder adds two binary digits along with a carry input and outputs a binary sum and a carry out. For a four-bit full adder, this operation is extended over four bits.
First, let's write the Verilog code for the basic full adder module:
module FullAdder(
input a,
input b,
input cin,
output sum,
output cout
);
// Sum calculation
assign sum = a ^ b ^ cin;
// Carry out calculation
assign cout = (a & b) | (b & cin) | (a & cin);
endmodule
With the basic full adder defined, we can proceed to build the four-bit full adder using four instances of this module, chaining the carry of each to the next.
module FourBitFullAdder(
input [3:0] A,
input [3:0] B,
input Cin, // Carry input for the least significant bit
output [3:0] S,
output Cout // Carry output from the most significant bit
);
wire [2:0] carry; // Internal carries between full adders
// Instantiate four full adders
FullAdder FA0 (
.a(A[0]),
.b(B[0]),
.cin(Cin),
.sum(S[0]),
.cout(carry[0])
);
FullAdder FA1 (
.a(A[1]),
.b(B[1]),
.cin(carry[0]),
.sum(S[1]),
.cout(carry[1])
);
FullAdder FA2 (
.a(A[2]),
.b(B[2]),
.cin(carry[1]),
.sum(S[2]),
.cout(carry[2])
);
FullAdder FA3 (
.a(A[3]),
.b(B[3]),
.cin(carry[2]),
.sum(S[3]),
.cout(Cout)
);
endmodule
This module defines a FourBitFullAdder that accepts two 4-bit numbers (A and B) and a carry-in (Cin). It then generates a 4-bit sum (S) and a carry-out (Cout). The carries between the adders are managed internally with carry[2:0], which are connected to the respective full adders.
This Verilog setup is suitable for synthesis in digital logic design and can be used in higher-level designs or tested individually through a simulation testbench. If you need a testbench example for this circuit, I could provide that as well.
Имя - Хилл, фамилия - Уинфилд? Вы ничего не путаете?
Пауля Хоровица и Хилла Уинфилда (название книги в рунете часто сокращают по фамилии первого автора и имени второго, до трёх букв - ХиХ)
Спасибо, действительно ошибся, уже исправил
Да, в свое время и мне удалось перевести пару страниц книги Харрисов в составе команды переводчиков ) Благодаря @YuriPanchul издано уже несколько хороших книг по этой теме, из последних - ждём новинку Цифровой синтез: RISC-V И это уже, как и предыдущий цифровой синтез, не переводная книга
Ну ладно, почитали Хоровица, посмотрели лекции Физтеха, вспомнили дырки, переходы, Кихгофа и Максвелла. Поняли, что в универе ничего не поняли и что там всё совсем по-другому объясняли 🫥
Но может теперь всё-таки хоть кто-нибудь сможет объяснить:
Почему электрический ток из розетки на пол не вытекает? 😁
(я не шучу! кто‑нибудь реально понимает, что такое «электрический ток» и что там куда течет и почему?)
Переменный же ток. Не успевает вытечь.
Нет. Вполне умеет и вытекает. Например, если просто заряжать от 230 вольт (у России) Macbook на корпусе 110 V, причем рукам неприятно. USB-C? Постоянка? Да фиг там. https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/502068/
Сидя в лодке в озере и раскачивая борта одинаково в обе стороны, тоже воды не начерпаешь =)
Ток электронов может течь только по "трубе" из проводящего материала. Для электричества воздух как для воды сплошная скала. Розетка только кажется нам, людям, как две водопроводных трубы срезанными концами смотрящие на воздух. Электричеству это выглядит как две наглухо забетонированные трубы.
Электрический ток это упорядоченное движение элементарных носителей заряда: электронов в металле, ионов в жидкостях и газах. Причём, ионы могут течь в одной среде в противоположных направлениях при приложении электрического поля и создания условий для протекания тока.
Однако утечка на землю все равно происходит… Дырявая ваша абстракция для переменного тока получается. Да и коронный разряд вы никогда между контактами розетки не видели?
Во-первых не абстракция, а аналогия. Во-вторых, аналогии неполноценны, это нормально.
Это отсылка к «закону дырявых абстракций» в программировании.
Я полностью согласен с замечаниями, про утечки, емкостные токи, паразитные параметры и т.п. Но аналогии хороши тем, что позволяют человеческому мозгу понять сложные темы через привычные вещи. Главное — не попадать в опасную иллюзию понимания и не свернуть на тропку наукофричества. Аналогии имеют множество ограничений.
Так почему не выбрать более качественную аналогию, вместо всех этих оправданий и ремарок? Скажем, гидравлическую систему. В ней есть сопротивление потоку, скорость и напряжение (давление), конденсатор это емкость, диод это односторонний клапан, транзистор это управляемая заглушка и так далее. Паразитная емкость (объем) тоже присутствует (в виде элементов объема с околонулевой скоростью потока), к примеру, в углах и изгибах. Студенты-радиофизики, кстати, изучают течение жидкостей гораздо ранее радиотехники.
Так а я её и предложил, что не так-то? :)
Ну вот ваша аналогия уже и не верна. Аналогом электрической ёмкости будет подпружиненный идеальной пружиной безмассовый поршень в цилиндре с нулевым мёртвым объёмом и без трения. В самом деле, чем больше давление (напряжение), тем больше заряд (объём под поршнем). Если подключить такой "пустой" конденсатор к гидросети под давлением, до отодвигания пружины на заданное давление поток жидкости будет определяться гидравлическим сопротивлением труб.
А ещё, кстати, аналогия с гидравлическим сопротивлением труб тоже неверна. Т.к. таковое зависит нелинейно от потока (расхода) жидкости в случае турбулентного течения.
Вы только что доказали свои комментарием, что не понимаете принципов электротехники и могли бы существенно расширить свои знания, немного подумав над представленной аналогией.
Аналогом электрической ёмкости будет подпружиненный идеальной пружиной безмассовый поршень в цилиндре с нулевым мёртвым объёмом и без трения.
Вы описали сферического коня в вакууме, для любого существующего конденсатора (с не нулевым сечением и, соответственно, сопротивлением обкладок) это не применимо.
Если подключить такой "пустой" конденсатор к гидросети под давлением,…
Как вы выдуманную сущность к реальному объекту подключать собрались?
А ещё, кстати, аналогия с гидравлическим сопротивлением труб тоже неверна. Т.к. таковое зависит нелинейно от потока (расхода) жидкости в случае турбулентного течения.
Так и сопротивление многих элементов схем не линейно, так и называются эти элементы нелинейными. Хотите эмулировать обычный резистор - нужно ламинарное течение. Сопротивление еще и отрицательным бывает, к вашему сведению.
Вы описали сферического коня в вакууме, для любого существующего конденсатора (с не нулевым сечением и, соответственно, сопротивлением обкладок) это не применимо.
Я описал абсолютно верную аналогию в рамках вами же предложенной картины что "давление -- аналог напряжения, поток жидкости -- аналог тока". Если в конденсатор втекает постоянный ток, то напряжение на нём линейно увеличивается. Если к конденсатору приложено постоянное напряжение, то заряд на нём пропорционален этому напряжению. Мой "сферический конь" ровно этими же свойствами и обладает, ваша же "сферическая ёмкость" -- не обладает. Хотя "более качественная", якобы.
Электрический ток это, грубо говоря, передвижение электронов в проводнике. Сила тока = заряд прошедший за 1 секунду / единицу площади. Т.е. заряд N электронов прошедших через сечение проводника за секунду : N * e / S
Электроны в проводнике движутся свободным пробегом (но это в среднем по проводнику дает нулевой ток) либо направленно под действием электрического поля. Не вытекает из розетки, потому что поле не настолько велико, чтобы придать электрону энергию для выхода из металла. А в кинескопах поле достаточно велико, и оно способно придать электронам столько энергии, что там вылетают из металла ("вытекают").
Само поле распространяется только вдоль проводника и, грубо говоря, сильно ослабевает при отдалении от него
Электроны, внезапно, весьма себе "вытекают из розетки" - плотность вероятности электронов, принадлежащих обобщённой орбитали атомов меди за пределами границ этого проводника далеко не нулевая, а электронов на этой орбитали реально много, хоть один, да выскочит.
Даже ток за пределы розетки существует, особенно это хорошо ощущается когда ходишь под ЛЭП или смотнишь на коронные разряды на участках её конструкций.
Просто сопротивление воздуха, изолятора и прочих материалов розетки, не являющихся проводниками, настолько высоко, что этот ток очень низкий, и мы не можем его померить.
Почему не можем померять? Паразитная емкость и индуктивность вычисляются и измеряются, токи утечки тоже контролируются для ЛЭП, да и дома УЗО не просто так ставят (и, кстати, оно откалибровано срабатывать отнюдь не при очень малых значениях, потому что утечка есть всегда).
Ох, у меня в последней квартире, которую я под себя делал, было 80 розеток и топология "звезда". Это привело к общей длине проложеного кабеля порядка полукилометра. И паразитные утечки через весь этот кабель уже вынудили меня разделить УЗО на 3, по зонам. Одного было мало: суммарно сбегало больше 15 мА, что оставляло для работы УЗО только 10мА - то, что сбегает через водонагреватель или посудомойку со стиралкой.
А как же ток утечки? Вы позабыли про (паразитные) емкость и индуктивность, а они на пару замечательные эффекты создают.
Вот кстати Физтеховские лекции хороши, да.
А слово "ток" - это просто сокрощение от слова "поток", то есть производная "штук" по времени. И не важно, чего "штук" - воды по трубе, пассажиров в метро или заряда в проводнике.
Конечно, никто в трезвом уме и здравой памяти не должен упрощать это до "потока электронов по трубе из меди" - это тупо некрасиво, и ведёт к куче заблуждений.
Представим себе, что кому-то захотелось посчитать ток денег через турникет метро. Деньги перемещаются в кошельках, в карманах, в барсетках или сумочках, их несут пассажиры. И природа переносчиков денег (зарядов) может быть совершенно разная. Однако, вне зависимости от природы мы имеем перенос какого-то количества денег через турникет за еденицу времени. Это и есть ток - максимально бастрагированный класс, описывающий перенес чего-то через что-то в еденицу времени.
Почему электрический ток из розетки на пол не вытекает? 😁
Видимо потому, что гравитации Земли не достаточно чтобы вырвать электроны из кристаллической решетки металлических проводников. Чуть поболее массу планеты, и ток потечет из розетки прямо на пол.
a как переменный синусодальный ток течет по прямому проводу?
Скажите, а как с опечатками в этом издании? В предыдущем вашем издании читатели подмечали кучу, порой, банальных и фундаментальных ошибок - будь то непропечатанный знак или ошибка в формуле. В этом издании коррекция ошибок (не считая трёх непропечатанных страниц) лучше? Или я рискую приобрести издание с ошибочными знаниями?
Увы, мне кажется несколько наивным ждать от подобных книг отсутствия ошибок, опечаток и неточностей. На официальном сайте книги в разделе errata перечислено более 100 исправлений к последнему изданию книги на английском. Жаль, что у российских издателей нет подобных разделов для найденных ошибок. По поводу конкретно этой книги - я такой же читатель, как и вы. Увидел и заказал книгу на Озоне, буду внимательно и вдумчиво изучать. Удивился, что не было широкого анонса книги, поэтому написал эту заметку
Принёс на работу в отдел два первых тома, куда-то исчезли. Пользуются спросом.
Спасибо, обязательно почитаю. А то до сих пор, после института и десятка попыток читать разные книги по электронике не понимаю базовых вещей - вроде, почему можно соединять одинаковые полюса трансформаторов.
Как это "одинаковые полюса трансформаторов"?
Ответьте сначала на более важный вопрос - а почему их нельзя соединять?
Не так выразился. Имел в виду разные источники питания, просто в дипломе было 2 трансформатора, после них диодные мосты, соединённые минусами. Да, на электротехнике учили, как это всё рассчитывать, но вот на пальцах, на уровне интуиции - так и не понял. Ведь нет гарантии, что потенциалы этих "минусов" одинаковы, т.е. вполне между ними может течь ток. А учитывая нулевое сопротивление - довольно значительный. Если в случае батареек - ещё так-сяк, т.к. они насытятся, потенциалы уровняются и ток будет течь только короткое время после соединения. То в случае трансформаторов - ЭДС там будет действовать постоянно, и, значит, постоянно будет течь ток между "минусами" с разными потенциалами.
Это просто два источника, у них обоих изоляция на выходе, значит формально нет никакого потенциала друг относительно друга. Значит их можно произвольно соединять друг с другом - как батарейки. Вот в импульсниках обычно есть ещё земля (кроме нуля) и там уже надо думать как быть.
Если вы соединяете два полюса источников ЭДС, то эта точка будет эквипотенциальна для них. Можно представить как стальное основание на которое приклеплены две независимые пружины или одну кость к которой прикреплены две мышцы — рядовое явление в анатомии.
(Да не обрушится на меня гнев хулителей наглядный аналогий. Аминь)
Да, знаю, что напряжение в двух любых точках схемы, если между ними нет сопротивления, должно быть одинаковым. Знаю, но не понимаю :)
Взять 2 батарейки на 5В - теоретически же не обязательно же, чтобы у них обеих абсолютный потенциал был, к примеру, 0 на минусовом контакте, и +5 на плюсовом. Теоретически же может быть у одной +95 и +100, а у второй - -95 и -100. И в том и в том случае напряжение будет 5В. Но если соединить минус одной и минус другой - между ними разность потенциалов будет 195В! Т.е. между ними должен течь ток!
Он и будет течь, только кратковременно, как это происходит когда вы сняли свитер и взялись рукой за кран — прошибло искру, потенциал уравнялся.
Потенциал может быть разным за счёт накопленного заряда (наэлектризованная расчёска) и за счёт ЭДС (батарейка).
А ЭДС работает как машинка по созданию постоянного поддерживающейся разности потенциалов. ЭДС по своей сущности — работа неэлектрических сил, которая как бы постоянно заряжает одну клемму относительно другой.
Хм, т.е. если у батарейки зарядить "-" до +100В, то на "+" будет 105, а если до -100В, то на "+" будет -95В. Так?
А с другими источниками питания то же самое?
Ну так верно, но на практике важно понимать разницу между электрическим зарядом (по сути избыток или недостаток электронов в веществе) и ЭДС, которая является чем-то вроде "насоса" для носителей заряда.
Заряженные относительно друг друга батарейки являются аналогом обкладок конденсатора, запасённая в них потенциальная энергия не то же самое, что энергия запасённая в химических веществах внутри них. Это тоже важно понимать, чтобы не смешивались понятия заряда и разности потенциалов.
Вернее, на мой взгляд, отказаться от единиц "Вольты" рассматривая такую аналогию, т.к. это запутывает и сбивает с толку. Т.к. большие значения напряжения мгновенно исчезнут при соединении батареек. Так же важно понимать физический объем материала который составляет наши батарейки, т.к. если это пальчиковые батарейки, у которых разность потенциалов статического электричества 100 вольт это небольшой заряд, а если батарейки размером с морской контейнер и разница между ними те же 100 вольт, то запасённая энергия многократно выше.
Если брать абстрактную батарейку в абсолютном вакууме и батарейка зарядится относительно другой на какое-то количество заряда (измеряемое в Кулонах). При контакте заряды уравняются с выделением энергии в виде тепла . А потом уже будет значение играть их ЭДС, которое будет изменять потенциал одной клеммы относительно другой.
В реальном мире все вещества являются проводниками разной степени проводимости и заряд постепенно стекает и рассредотачивается между предметами. Так что наши батарейки в реальном мире со временем сами уравняют свой потенциал. Так что с практической точки зрения нет смысла рассматривать именно заряды источников питания, нужно рассматривать их ЭДС которую они выдают.
И да, нужно не забывать еще об относительности измерений напряжений, вот на картинке идентичная схема соединения стопки батарей по 5 В одна из них 50 В, в зависимости от выбора точки отсчёта потенциалы меняются.
Кое-что прояснилось, по крайней мере, появились мысли что дальше почитать.
Спасибо за ликбез! Кармы, к сожалению, на голосование не хватает.
На здоровье. Мне кажется, что самое ценное это радость открытия, понимания. Могу еще посоветовать свою же статью про электрический симулятор.
Буду благодарен )
https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/709384/
Вот еще отличное видео о конденсаторах, вчера нашлось: https://www.youtube.com/watch?v=ag32UmFuffA
Как на самом деле думает электронщик смотрите в книге Джона Мортона Электроника практический курс. Только скачайте ещё англ версию. А то в русском издании где то после тридцатой страницы есть место где жесткое не соответствие и текста и схемы. Когда я два часа не мог понять схему и ее объяснение я понял что дело не во мне. И действительно в англ версии все стало понятно.
Автору большое СПАСИБО! Прочитал ознакомительный образец и волосы зашевелились не только на голове! :) Всегда думал, что к "библии" нужно относится трепетно, но оказывается можно иначе. Жаль! А ведь все складывалось, чтобы русскоязычное издание превзошло оригинал! Так и не смог зайти на сайт БИНОМА. Браузер выдает белый лист. К слову, ознакомительный образец не передает содержания книги (наверно так сделано умышленно): ничего нельзя сказать о тексте, о качестве технического перевода, о качестве иллюстраций. Вот авторы оригинальной книги в качестве образца не поскупились выложить целую главу в электронном виде!
Однако, последнее издание, практически полностью написанное авторами с нуля (за исключением, пожалуй, только первых двух глав)
А это как понимать? Они что, первые две главы перепечатали из второго оригинального издания (из предыдущих русскоязычных версий)?
самая дешевая цена
Цена не может быть дешёвой, она может быть низкой. Дешёвой может быть книга.
Да, после института на работе в НИИ эта книжка была моим настольным обязательным приложением. Почитывал ее, чтобы лучше проникнуться и осознать элементарную схемотехнику, т.к. радиолюбителем никогда ранее не был. Именно благодаря этой книге начал понимать электротехнику. Спасибо большое Хоровцу и Хиллу! :)
Удобная книга, и перевод хороший. Доступно для всех уровней познания в электротехнике. В качестве доп. учебника можно использовать. В помощь радиолюбителю (при СССР) был такой журнал, и там используются фрагменты этой книги. Разъяснения взяты частично из книги Хоровица.
Когда эта книга выходила в 2015, то я как раз увлёкся электроникой как хобби - как же она тогда была уместна! Да ещё и на современной электронной базе. В изначальном тираже было полно опечаток и я даже поучаствовал в устранении некоторых из них.
Эта книга полностью удовлетворила мои знания о том, как же работает электроника, от компьютеров до специфических научных электронных инструментов. После такого "расколдования" техники я пришёл к выводу, что "физика" исчерпаема и переключился на гуманитарные дисциплины, из которых "мёд" можно черпать до бесконечности
Кто-нибудь уже получил на руки? Это перевод исправленного improved издания или издания 2015 года? Как обстоят дела с опечатками/ошибками перевода, помимо указанного в статье полиграфического брака на 3-х страницах?
Кто-нибудь читал это издание? У меня профильное образование, но на 31 странице мозг уже вскипел. Перевод не очень, невозможно понять о чем речь. Постоянно идут ссылки на схема (а) и (б). А таких схем нет. Сложнее книги я ещё не читал). Перечитываю некоторые абзацы по 3-4 раза и все равно не понимаю о чем речь. Точнее понимаю о чем должна идти речь, так как есть профильное образование, но что написано в книге не понимаю.
В общем не стоит покупать данное издание. Я смог стерпеть только 150 страниц. Вначале выписывал все неточности, ошибки в переводе и схеме в блокнот. Но потом просто сдался. Начал черкать прямо в книге. Доходит до 15 ошибок/опечаток на странице. Такое ощущение что переводили в старом переводчике "Промт". Перевод ужасный, много ошибок. Как такое можно было издать я не понимаю. Неужели перед изданием книгу никто не проверял?
Последнее издание культовой книги «Искусство схемотехники» стало доступно русскоязычным читателям