学了四年的电路,却看不懂电路图?-阿里云开发者社区

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学了四年的电路,却看不懂电路图?

简介: 一个关于电路图的问题。
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大家好,我是小枣君。

今天转一篇知乎上看到的文章。

原文是有一位同学提了一个关于电路图的问题,然后一位叫LordPGM的答主针对该问题,给出了自己的解答。

题主的问题如下:

我最近新学单片机,发现现在所接触到的电路图,和读书时物理上学的电路图好像都不太一样。物理上的电路图总是用两条线表示电源,流向明显。而现在接触到的电路图,电源全是VCC,负极是GND,流向就不大明白了,不知道从哪条线流出。在网上查,全是关于物理学上的电路图讲解。请问带VCC和GND的电路图是什么电路图?在什么书上能学到这种基础?

LordPGM的回答如下:

现在国内模电教学方面存在的问题就是:从来不讲经典物理上的各种公式是怎么变成一个个独立元件的。这导致了很多大学物理的学生觉的模电很难,没法用大一大二所学的各种复杂的公式来解释现实当中的电路图。

其次,大学模电脱离实际。

书上的电路看起来纯洁的不得了,分析下来能够完美的工作,但实际搭出来的效果往往不尽人意。

就拿大学里一直搞来搞去的开关电源来说,很多书上不加共模滤波器,往往都会因为LC谐振产生的EMI通过地线流入电路导致无法正常工作,就算加了,解释的时候一般都会说“减少电网的不稳定性所造成的影响”。或者是三相电整流不加防冲击电阻,一接上电前面六个二极管也就全都爆炸了,就算是加了防冲击电阻,也都不加延时短路电阻的电路(老板看到你活生生浪费这么多功率肯定立马开了你)。

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(意思一下,别在意数值)

首先先回答题目中的问题。

像题主接触的单片机控制电路,接触到的GND一般都是信号地,VCC也一般都是3.3V或5V,使用电源或者电池供电。所有的GND都是连在一起的,最终回到电源的负极。所有的VCC也一样,回到电池的正极。

image

AMS1117-3.3是在单片机电源中极其常用的一款贴片IC,能把5V的电压转换成3.3V的电压,VCC5和一般接地符号(倒三角)来自于5V的供电,C30接在VCC5和接地符号之间,起到了滤波的效果。VCC5连接到了AMS1117的Vin,提供工作电压,接地符号连接到了IC的GND。C31起到的是增加稳定系数的功能,由于电容两端电压不能突变,假设单片机的功耗短暂的增加了一下,我们不希望这个信号影响到AMS1117的输出电压,因为AMS1117有一定的反应时间,如果没有这个电容,那么IC就因为很小的波动而持续输出高电压或低电压,不稳定的电源对单片机的伤害还是很大的。加入了C31后,由于电容的储能性质,能够减少波动。

在右边又出现了一个VCC,我们可以判断出这个VCC所连接的导线上的电压是3.3V。C29是电解电容,它起到的是储能的作用。右下方的GND就是单片机的工作地了。来自VCC的3.3V电压通过R23和发光二极管D13,起到了电量指示的作用。最右边的是电池,我们不难看出,引脚2对应的是电池的正极——3.3V,而引脚1对应的是电池的负极——0V。当不存在外部电源供电时,2(电池正极)——R23——D13——GND——1(电池负极)组成回路,使得D13起到了指示电池电量的作用。

在这里代表3.3V的VCC看似没有作用,但如果在同一张原理图中再次出现了VCC时,比如单片机上,我们就知道这个VCC代表3.3V,而且在将原理图转换成电路图时,电脑会自动将这些名字一样的符号连接到一起。最后,电池也一定要组成回路才能充电,那么不难想到,GND和接地符号必定也在原理图的某个地方连接到了一起。

其实在这样的电路中,VCC和GND只不过是一个标记罢了,代表它们之间是连在一起的,设计原理图时要求的是易读懂,容易找出各个模块的位置,不能再像书上一条导线拉到底。

然后就是学习上的问题了,大学的教材不成系统,对于不同能力的人也很难找到对应水平的书籍,往往看完一本不知道再看哪一本,就算找到了两本书上也极有可能存在不同的地方。

所以,我推荐题主好好搞好和大学老师的关系,特别是有工作经验的,让他们多带带你,让你早点了解到工作中会遇到的各种书本上不能遇到的问题。

对于如何学习电子电路知识,我能告诉题主的有以下几点:

1、充分利用基础的物理公式和定律。

公式和定律永远都不会是错的,任何一个波形,电流和电压上的任何变化,都可以用基础的知识来解释。MOS管开关为什么会有延时?因为MOS管的原理和结构导致了其内部必定存在电容。为什么地线的电压测得不为0?因为地线也有一定的电阻。为什么三极管会饱和?因为二个PN结均正偏,IC不受IB之控制。刨根问底,尝试把公式利用起来,去解释每一个现象。

2、多看,多分析电路图。

最方便的方法就是在百度上搜电路图,一张张看过去,够你看一天的。然后要注意纠错,看看元器件的使用和数值是否正确,网上的东西也有很多是错的。

3、把想法直接变成原理图,把原理图直接变成电路板。

现在打板比以前便宜了不少,10块双面也就大概七八十的样子,也就几顿饭钱。很多学生就天天在脑中意淫电路,直到实现了才发现这里有问题哪里也有问题,也有人都大四了还在天天玩面包板,连烙铁都抓不住。就算板子废了,也可以在示波器上分析一下,研究问题所在。

4、多用仿真软件。

比如Multisim,仿真出来的效果不亚于真实电路的效果,一个元器件通常会有三四十种不同的参数,也比现实中方便,测量数值也更随心所欲。

最后,还是要找个好师傅,几年的工作经验能够通过几句话总结给你听。也别再看大学教材了,直接去做项目,有了项目就会知道自己要学什么,也更容易看出问题。

原文发布时间为:2018-07-16
本文作者:LordPGM
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