控制工程的翻译作业Word文档下载推荐.docx
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你不会在本章中找到很多这样的事情(尽管我希望它会让你觉得有趣)。
TheinspirationforthischapteraroseinpartfromacommentinthechapterofthefirstbooksubmittedbyDreekBowersofAnalogDevices.Headmittedthatsomeofhismostelegantcircuitsturnedouttobepoorsellers,whileothercircuits(ofwhichhewasnotparticularlyproud)becamemulti-million-dollarsuccesses.Inthischapter,Iwillofferafewwordsofadvicetofledglinganalogdesignengineersinanefforttohelpthemdistinguishbetweengoodcircuitsandgoodproducts.Inaddition,I’llalertfledglingcircuitdesignerstoanewpersontheywilleventuallyencounterintheircareer-theMarketeer.
本章的灵感部分来自于ADI公司第一本提交的第一本书的评论。
他承认,他最优雅的一些电路卖的不好,而其他电路(他并不特别自豪),很成功地有数百万美元的收入。
在本章中,我将初级模拟电路设计的工程提供几点建议,以帮助他们在好的电路和良好的产品之间做出选择。
此外我将敬告这些电路设计师,他们最终会在职业生涯中遇到这位-TheMarketeer.
WHYIWANTEDTOBEANENGINEER
Asanengineeringstudene,youprobablythinkyouhaveagoodideaofwhatengineeringisallabout.IrecallmygoalswhenIenteredengineeringschoolin1971.Itwasallsoclearthen.Highschoolstudentswithanaptitudeformathandscienceweredestinedtobecomeengineers,andIwasoneofthem.FouryearsofcollegewouldbefollowedbyasecurecareerintheEngineeringLab,designingcricuitsthatwouldchangetheworld.IworkedafewsummersasaTechnician,andIknewwhatengineersdid.Theydesignedcircuits,gavehand-drawnschematicstothedraftingdepartmentstomakethemniceandneat,thenhadtheTechnicianroundupthepartsandbuildaprototype.ThentheEngineerwouldcomebacktothelabandtesttheprototype,andblameanyshortcomingsonthelousyjobtheTechniciandidbuildingtheprototype.Afterafewiterations,theprototypewouldbedeclaredasuccess,theEngineerwoulddisappearforafewdatstodosomethinginhisoffice,thencomebackwithahand-sketchedschematicofthenextcircuit.Andlifewenton.
作为一名工程专家,你可能认为你对工程有一些了解。
当我在1971年进入工程学院时,我还记得我的目标,那么清楚地记得。
如果一个人在高中阶段数学和科学很好那么他注定要成为一名工程师,而我也是其中一个。
在四年制的大学生活之后,工程师是一个很自然而然的职业生涯,而设计将改变世界。
我用几个夏天的时间做了技术人员,我知道工程师是做什么的。
他们设计电路,给其他部门提供手绘原理图,使它们变得美观和整齐,然后让技术人员对零件进行整理,并建立一个原型。
接下来,工程师将返回实验室对原型进行测试,告知技术人员构建原型的工作中留下的一系列瑕疵。
经过几次修改,原型将被完成,而工程师迅速地回到他的办公室里,继续接下来地手绘原理图。
如此循环。
ThenIgraduatedandbecameanEngineer.1975wasnotagoodyeartobecomeanEngineer.Defensecontractorshadfallenanhardtimes,withtheVietnamWarwindingdown.Theyweren’thiringEngineers.Theeconomywasintoughshape,andtheindustrialcompanieswerealsohurting.ManyofmyfellownewEngineerswerescramblingtogetintoagraduateschooltohideuntilthejobmarketgotbetter.Iwasoneoftheluckyfewthatactuallyfoundajob——mostlybecauseIhadworkedparttimeasaTechniciantopayforschool,andIthereforehad“experience”.Justgettinganinterviewin1975wasn’teasy.Infact,IhadalreadybeenoutofschoolforoveramonthwhenIgotacallfromtheuniversity’splacementofficetotellmethatacompanyhadreviewedthegraduatingclass’sresumebook,andhadinvitedmeforaninterview.Myresumetoutedsomeknowledgeofbothanaloganddigitalcircuits,andIclaimedIknewwhichendofthesolderingirontohold.IcouldcobbleacollectionofTTLgatestogethertodosomething,andcoulddesignacircuitwithanopampinit.Ievenhadsomeexperienceinusingandtestinganalog-todigitalconventers.Fortunately,thesewereimportantthingsforthisposition,sincemygrade-pointaveragewasnothingspecial(toomanyextra-curricularactivities……)Igotthejob.
然后我毕业成为一名工程师,在1975年成为一名工程师不是一个好的主意。
因为越南战争,国防承包商陷入了困境。
他们没有招聘工程师,经济形势严峻,工业企业也受到了影响。
而我认识的许多新的工程师正在努力进入研究生院,直到就业市场的好转。
我是真正找到工作的幸运儿的其中一个。
主要是因为我曾经为了支付学费做过兼职技术人员,我有别人没有的经验。
在1975年接受面试不是一件容易的事情。
事实上,我离开大学一个多月的时候后,当我接到大学办公室的电话,告诉我一家公司已经审查了毕业班的简历,并邀请我接受面试。
我在简历上写了一些模拟电路和数字电路的知识,声称我知道电烙铁的任意一端,可以拼凑TTL门,并用它做一些事情,还可以在其中设计一个运算放大器的电路,我甚至在使用和测试模拟电路的教室方面有些一些经验。
幸运的是我所经历的这些都是比较重要的经验。
因为我的平均成绩没有什么特别的(有太多的课外活动),我得到了这份工作。
ThenIfoundoutwhatEngineeringwasreallylike。
.Thefirstdayonthejob,mybosshandedmethemanualforthefirstweek,he’dcomeintomyoffice(actually,ouroffice—fourofussharedthesameoffice)andaskmehowIwasdoing.Hewasaprettygoodengineerandteacher,andIgotthechancetoaskhimsomequestionsaboutthingsIhadn’tquiteunderstood.Itwentwell.Thenoneday,hehandedmeaschematicofthe8080-basedsystemhehadjustfinishedtesting.Thiswasmychancetoseehowhehaddesignedthesystem’sbusstructure,andimplementedthevarioussub-systemsandtheirinterfacestotheprocessor.Itwasmostlyprettystraightforwardstuff-alldigitalatthispoint.ThenafewweekslaterhecameintomyofficeandaskedmetodesignananalogI/Ointerfaceforthesystem,includingthesignalconditioning.A/DandD/Aconversion,logicinterface,andvariousotherpieces.Thiswasthemomentoftruth-Iwasonmyownformyfirstdesign.
然后我发现工程是什么样的在工作的第一天,我的老板给我第一周的手册。
他会进入我的办公室(实际上,我们的办公室-我们四个人分享了同一个办公室),并问我是怎么做的。
他是一个很好的工程师和老师,我有机会问他一些关于我还不太了解的事情的问题。
这非常好。
有一天,他给了我刚刚完成测试的8080系统的原理图。
这使我有机会看到他如何设计系统的总线结构,并实现了各种子系统及其与处理器的接口。
在这一点上,这是非常简单的东西—所有的数字。
然后几个星期,他走进我的办公室并且要求我为系统设计一个模拟I/O接口,包括信号调理,A/D和D/A转换,逻辑接口和其他功能。
这是我第一次自己设计电路的时刻。
Ihadahandfulofspecsfortheinstrumentweweresupposedtointerfacewith—voltagelevels,sourceimpedances,bandwidths,etc.Ihadthespecsofaccuracyoftheoriginalsystem.Ihadthemanufacturers’datasheetsforeverycomponentimaginable.Andaweekorsolater.Ihadadesigndone—oneofthosehand-drawnschematicsIhadworkedfromasaTechnician,butnowIwascallingtheshots!
Thenwereviewedtheschematic—thebosstoldmehehadforgottentomentionthatweneededtobegalvanicallyisolatedfromtheinstrumentwewerehookinginto.Noproblem;
IhadusedV/FconversionfortheA/D,andafewopto-isolatorslaterIhadcompletedthereviseddesign,includingisolation,andhesigneditoff.Iproudlymarchedintothelab,handedittotheTechnician,andhesalutedsmartlyonhiswaytobuildaprototype.
我有几个规格的我们本该与电压电平,源阻抗,带宽等接口的仪器。
我有原始系统的准确性的规格。
可以想象我有每个组件的制造商的数据表。
我用一个星期左右的时间做了一个设计-其中一个是我曾经作为技术员那里工作的手绘原理图之一。
但我现在是总工程师!
然后我们审查了原理图。
老板告诉我,他忘记我们需要和挂钩的仪器进行电气隔离。
现在没什么问题了。
我已经将V/F转换成A/D,并且几个光隔离器之后我完成了我的修改设计,包括隔离。
老板签署了它。
我自豪地进入了实验室,把它交给技术员,他为了制造原型潇洒地朝我致敬。
Mostofmytenureasanelectricalengineerhasbeenspentdesigninganalogsubsystemsofdigitaloscilloscopes.Adigitaloscilloscopeisaratherpureandwholesomemicrocosmofsignalprocessingandmeasurement,butatthesignalinputstheinstrumentmeetstheinhospitablerealworld.Theinputsignal-conditioningelectronics,sometimesreferredtoasthe"
front-end"
oftheinstrument,includestheattenuators,high-impedancebuffer,andpre-amplifier.Figure7-1depictsatypicalfrontendandisannotatedwithsomeoftheperformancerequirements.
Thecombinationofrequirementsmakesthedesignofanoscilloscopefront-endverydifficult.Thefront-endofa500MHzoscilloscopedevelopsnearlyIGHzofbandwidthandmusthaveaverycleanstepresponse.ItoperatesatthisbandwidthwithaIMQ,inputresistance!
Nosignificantresonancesareallowedoutto5GHzorso(whereeverythingwantstoresonate).Becausewemustmaintainhighinputresistanceandlowcapacitance,transmissionlines(theusualmethodofhandlingmicrowavesignals)arenotallowed!
Thedesigner'
sonlydefenseistokeepthephysicaldimensionsofthecircuitverysmallToobtainthe1GHzbandwidthwemustusemicrowavecomponents.Microwavetransistorsanddiodesaretypicallyverydelicate,yetthefront-endhastowithstand±
400Vexcursionsandhigh-voltageelectrostaticdischarges.PerhapsthemostdifficultrequirementishighgainflatnessfromDCtoasignificantfractionoffullbandwidth.
我作为电气工程师地大部分职位都是设计数字示波器的模拟子系统数字示波器是信号处理和测量的一个相当纯净和健康的缩影,但在信号输入端,仪器满足了无聊的现实世界。
输入信号调理电子设备,有时被称为仪器的“前端”,包括衰减器,高阻抗缓冲器和前置放大器。
图7-1描绘了一个典型的前端,并且具有一些性能要求。
要求的组合使得示波器前端的设计变得非常困难。
500MHz示波器前端几乎达到了1GHz的带宽,并且必须具有非常干净的步进响应。
它在这种带宽下运行,具有IMQ,输入电阻!
,没有明显的共振允许在5GHz左右(所有想要共鸣)。
因为我们必须保持高输入电阻和低电容,所以不允许传输线(通常的处理微波信号的方法)!
设计师的唯一防御手段是保持电路的物理尺寸非常小要获得1GHz带宽,我们必须使用微波组件。
微波晶体管和二极管通常非常细腻,但前端必须承受±
400V的偏移和高压静电放电。
也许最困难的要求是从DC到完全带宽的很大一部分的高增益平坦度。
Asolidgraspoftherelationshipsbetweenthefrequencyandtimedomainsisessentialforthemasteryofthesedesignchallenges.
Inthe
followingIwillpresentseveralexamplesillustratingtheintuitiveconnectionsbetweenthefrequencymagnitudeandstepresponses.
对频率和时间域之间的关系的牢固把握对于掌握这些设计挑战至关重要。
以下我将介绍几个示例,说明频率幅度和阶跃响应之间的直观连接.
TheFrequencyandTimeDomainsOscillo-scopesarespecifiedatonlytwofrequencies:
DCandthe-3dBpoint.Worse,themanufacturersusuallystatetheverticalaccuracyatDConly,asifanoscilloscopewereavoltmeter!
Whyisatimedomainmeasuringdevicespecifiedinthefrequencydomain?
Thereasonisthatbandwidth
measurementsaretraceabletointernationalstandards,whereasitisextremelydifficulttogenerateanimpulseorstepwaveformwithknown
properties(Andrews1983,Rush1990).
Regardlessofhowoscilloscopesarespecified,inactualpracticeoscilloscope
designersconcernthemselvesalmostexclusivelywiththestepresponse.Thereareseveralreasonsforfocusingonthestepresponse:
(1)agoodstepresponseiswhattheusersreallyneedinatimedomaininstrument,
(2)thestepresponseconveysata
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