电路分析基础教材的严谨性问题

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 楼主| xukun977 发表于 2018-5-18 17:33 | 显示全部楼层 |阅读模式

最近一段时间,我翻阅了10几本英文版的电路分析基础类教材,感受有二:
1,天下**一大抄,你抄我,我抄你,抄来抄去内容都几乎雷同了。

2,最要命的是严谨性问题。教材虽多,但大多数书严谨性很差。

例如,运放的三端符号,一般是仅仅用来示意电路工作原理的,当要使用基尔霍夫定律进行分析时,这种模型显然违背KCL。
有的书不指出,有的书虽然指出,但无动于衷,不做任何改变:



在我查阅的10几本书中,只有两本书做了改进,使用的是4端器件符号。

对运放使用4端符号,不仅仅是KCL约束问题,更重要的是它牵扯的运放的分类依据,最重要的是看那一脚接地。
例如OIA,输入/出均有一脚接地;最最常见的OVA,也就是电压运算放大器,只有输出引脚接地,所以这个接地脚是不能随意省略的。


关于理想运放求解两原则,这样介绍太曹淡了:





介绍虚短原理时,应该限制有负反馈网络和输入耦合网络,避免输入电压直接加到运放同/反向输入端去,这时才能有虚短。


有的书也有改进,4.1节介绍线性特性,4.2介绍叠加原理,分成两节来谈,避免初学者混淆。






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 楼主| xukun977 发表于 2018-5-18 17:40 | 显示全部楼层
使用叠加原理处理电路时,现在居然还有很多教材强调受控源不要动,现在来说这样介绍就不合适了。
现在有些比较严谨的 教材,其中专门说明,受控源可以当作独立源来处理的。


关于节点法之病态电路,这问题,下面这帅哥1975年就解决过了,现在教材还不能反映出来,就太落后了。




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评论

台湾人  发表于 2018-5-18 18:08
 楼主| xukun977 发表于 2018-5-18 17:49 | 显示全部楼层
1998年,戴维斯(davis)写的线性电路分析(linear circuit analysis )是为数不多的严谨书籍之一。
选择教材时,不能以简单容易看懂为原则,严谨性很重要。


Nivans 发表于 2018-5-18 18:13 | 显示全部楼层
听你这么说,国外的月亮也不是很圆啊。
 楼主| xukun977 发表于 2018-5-18 18:27 | 显示全部楼层
Nivans 发表于 2018-5-18 18:13
听你这么说,国外的月亮也不是很圆啊。


再不圆,也比国产的圆啊。
国内全是抄人家的,包括老李和老邱的,从头抄到尾,然后这些人在国内就成大师了。

 楼主| xukun977 发表于 2018-5-18 18:35 | 显示全部楼层

国产的书,谁买谁后悔。下面这本半导体物理学,在网上夸的神乎其神,买来勉强读完第4页。
当时是66.3元买的,现价30包邮。







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 楼主| xukun977 发表于 2018-5-18 18:38 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2018-5-18 18:35
国产的书,谁买谁后悔。下面这本半导体物理学,在网上夸的神乎其神,买来勉强读完第4页。
当时是66.3元买 ...


这本固体物理学,买来勉强读到第5页,几乎全新,现价10元不包邮:




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OTB 发表于 2018-5-18 19:03 | 显示全部楼层
严谨。

谢谢大家!

是所谓的“数学家”们的口头禅和病态的做法。

总想“自圆其说”,然而在现实的工程问题中,你的严谨,毫无意义,只能导致这个工程项目无法进行。

即使很多纯数学问题,数学家们依然无能为力。

到如今为止,人们从来不缺乏“计算方法”,缺乏的是设计方法。

设计方法,这里说的就是创新性的设计,而不是中国设计院的“设计手册”。

数值计算早已把纯数学的方法,否定了。

这么简单的事实,居然从来没有人能够认识到。

电路原理教科书,并没有错误,紧紧就是人们对于电路的应用,知之甚少,是因为,人们不愿意也不敢进行“复杂的手工计算”,而依赖于计算机,所以,很多简单的电路问题,SPICE都能解决,但人们并没有发现其中的原理,其原因,是因为人们的懒惰造成的。

电路中,特别是晶体管放大电路中,很多问题,人们并未发现,虽然SPCIE都可以轻松解决。

这与你们的教科书的受害者们本来就是教科书的作者,有很大关系。

请牢记本大师的教导:电路中,有很多问题,人们并未发现,但这不是电路原理错误了。

再次感谢大家! 
 楼主| xukun977 发表于 2018-5-18 19:22 | 显示全部楼层

当年我发了个4端运放符号,很多人以为我不知道运放能量来源是电源。
运放模型是压控电压源,压控电压源当然要有个引脚接地了。有了这个模型,还要什么正负电源啊?
Nivans 发表于 2018-5-18 22:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 Nivans 于 2018-5-18 22:25 编辑
OTB 发表于 2018-5-18 18:55
你以为是你谁啊?

谢谢大家!

整天说受害者,难道你就没有被教科书害过吗?你就没有被 文ge 害过吗?
OTB 发表于 2018-5-18 23:19 | 显示全部楼层
本帖最后由 OTB 于 2018-5-18 23:26 编辑

数学的“严谨“问题。

谢谢大家!

就像一个人有”洁癖“,要求一切数学的证明,都有足够严密的定义和证明。

Well, 这的确可以自圆其说。

作为教科书,才是需要如此处理的。

但教科书并不能告诉,为何如此,为何要如此定义,为何如此证明,你紧紧就是知道了前人的作法,就是如此定义和证明,但你不知道为什么,也不知道前人为何要这样做。

如今的教育体制,导致了人们”知其然而不知其所以然“,故而称之为:教科书的受害者,真正的前人看到如今的教科书的受害者们如此”学习“,必定感到非常遗憾,因为,这是无效的学习方法,事实上,任何教科书的受害者,如果以后工作不再作这些,必定将这些教科书内容忘记的一干二净,就好像从来没有学习过一样。

到底是教科书出了问题,还是学习教科书的人出现了问题。

现实就是:这个世界都不存在一个好的机制和方法,能够让学生真实的学会前人的知识和经验,更不用说近一百年以来,无论理论界和工程界的人士,都故意制作难度,以令自己的创新的技术和方法,不会被轻易地学会。

这导致了教科书的受害者们,更是知其然而不知其所以然。

至于**的 问题,本大师的教导就是:与其在中国的大学里浪费时间,从而令你们的人生毫无意义,还不如”上山下乡“去当”赤脚医生“更能令你们的人生富有意义。

也就是说:你有上山下乡的赤脚医生的工作经历,任何教科书对你来说,从理论上来说,不会成为问题,只要你想学习前人的知识和经验,那么你就能做到,这就是不是教科书受害者们的典型症状了。

不信你就去问那些”**“的人士,其上山下乡的生活,虽然艰苦,但生活更充实,他们会感到**的生活更有意义。

很多人都死在了大学里,这也不是中国特色。

再次感谢大家!
OTB 发表于 2018-5-18 23:44 | 显示全部楼层
本帖最后由 OTB 于 2018-5-18 23:54 编辑

运放的电源问题。

谢谢大家! 

小信号电路是没有电源的。 

通常运放也不工作在功率放大的模式,也就是负载电阻很大的意思。 

教科书及其受害者们,肯定还无法理解,运放的小信号模型是什么意思。 

运放大部分时间都工作在非线性模式,只有当”净输入“足够小的时候,才是线性模式,事实上,人们的频率补偿的稳定性设计,就是针对净输入足够小的情况。

本大师认为:100年前的真正 反馈工作者,必定明白这个简单的道理,但如今,除了本大师,无人能明白这个简单的原理。

也就是说:前人的知识和经验,并没有教科书所”复制“,因为写教科书的人,并不只能真正理解真正从事这些工作的人的工作,教科书作者,充其量是很努力地了解这方面的工作,但能力有限,又想要”终身教授“的职务,因此,不可能把精力都放在学问上,教科书受害者们也就如此诞生了。 

例如,当今的LDO的稳压电源的设计,就非常小儿科,100年前的懂反馈的人士,不可能像如今的LDO放大电路一样地设计稳压电源,因为你们的LDO的设计,显然不对,正确做法其实为功率放大电路的设计。

无论LDO还是7805都是在一个方向上进行稳压,在另一个方向上的稳压效果很不好,解决方法就是用CLassAB的互补方式。

PID在工业控制中应用,99%的情况,如同LDO一样,也紧紧就是在一个方向上效果不错,另一个方向上效果差很多。

但从来没有人谈论过这个问题,因此,本大师就可以断定:懂反馈的人,真没有几个。

例如一个加热炉的控制,用PID的时候,让温度提高的时候,通常效果不错,也很快,但降低温度的时候,就很慢长,那么这就是与LDO一样的结果,事实上,LDO在负载电流增大的时候,稳压效果不错,但电流减小的时候,效果就不好了。

正确的做法就是:对于加热炉的控制,有加热的执行机构,也要有制冷的执行机构,如此一来,就与CLassAB的互补输出模式一样了。

任何一个功率放大电路,才是真正的稳压电源,这里决不存在”低压差“的指标。

其实,教科书及其受害者们,什么都不懂,连运放的基本工作模式都不知道是怎么回事。

再次感谢大家1 
chunk 发表于 2018-5-19 08:37 | 显示全部楼层
OTB 发表于 2018-5-18 18:55
你以为是你谁啊?

谢谢大家!

大师,如果您认识SPICE这套软件的作者,也就是那个程序员,您帮我问问:编写这样一套软件,第一步应该先研究什么?程序设计语言除外,那我已经会了。

中兴公司被某大国狠K的事沸沸扬扬,所有人都喊着我们要自己造芯。造芯这事要才又要财,咱也玩不起。但造个SPICE软件,这应该还是有点可操作性的吧?烦请大师给指条明路。

从GitHub上找别人的源代码?这,,,我特么,,,唉——
 楼主| xukun977 发表于 2018-5-19 12:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2018-5-19 12:23 编辑

我说的是运放模型是VCVS,所以把那个地拉到外面来当作第4个引脚是自然而然的事!




大师跑过来提醒我运放需要电源供电,还对那个5端黑盒子用KCL。






画红线后面紧接着那句就是【(这个)没什么用,除非计算电源功耗时才会用】!









看书都看不懂,愁死人了!









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 楼主| xukun977 发表于 2018-5-19 12:31 | 显示全部楼层

翻了十几本类似教材,只有少数两本使用严谨符号的:



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 楼主| xukun977 发表于 2018-5-19 12:34 | 显示全部楼层

到底是理论大师,画图非常严谨:




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OTB 发表于 2018-5-19 12:47 | 显示全部楼层
chunk 发表于 2018-5-19 08:37
大师,如果您认识SPICE这套软件的作者,也就是那个程序员,您帮我问问:编写这样一套软件,第一步应该先 ...

程序员。

谢谢大家!

从理论上来说,SPICE的设计者恰好不是一个“程序员”。

60~70年代的“程序员”,既需要懂硬件还动软件,但不是如今的人们的学习方式。完全就是为了解决问题而学习这些东西,SPICE的设计者知道自己想干什么,用计算机软件来实现,理所当然。

如今的程序员,干的是“交钥匙工程”,与SPICE的设计不是一回事。

SPICE就是建立器件模型,用电路原理进行软件计算,如此而已。

SPICE最擅长的还是直流工作点的计算。当然了交流特性的计算也很正确。

本质就是解电路方程。

无论IC还是SPICE,不是石油输出国组织欧佩克,只要你想干,那么你就会去干。如果你认为你不会干,那么你自然就是不会干。

再次感谢大家!
 楼主| xukun977 发表于 2018-5-19 12:51 | 显示全部楼层

这样解题,是不是看着舒服,还很好玩啊?






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Nivans 发表于 2018-5-19 18:51 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2018-5-19 12:51
这样解题,是不是看着舒服,还很好玩啊?

电路方程的矩阵形式???
 楼主| xukun977 发表于 2018-5-19 20:17 | 显示全部楼层
Nivans 发表于 2018-5-19 18:51
电路方程的矩阵形式???


这里含有运放,所以的常规的节点法失效,这里是另一种节点法,由于对IOA等变量没有兴趣,所以省略掉一部分,所以严格来说那个是伪导纳矩阵。

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