作为一名资深的DIY创客,对电子电路的学习没有认知是肯定不行的。但是电子电路学起来并不简单,数电、模电学的让人头大,实际应用当中和理论相比偏差太大,电子一大堆公式、仪表该怎么上手,问题多的数不过来。

​ 那么该如何学习电子设计、如何高效的学习电子设计、如何面向应用展开电子设计相关的学习,这个系列的博文会带你一部来来走下去。

​ 关于电子相关的学习,大部分同学的基础应该是停留初中物理水平,会算个欧姆定律、会用个万用表、知道串并联等等。在高中阶段,如果你是理科生的话,那么你也学过电感、电容、变压器等相关知识,这些完全够支撑我们的设计。只不过初中、高中阶段几乎都是理论的内容,玩电子的话需要在大学阶段通过电子元件来验证、进一步更深层次的掌握这些内容。

​ 这个系列的博文可以让你上手电路的项目,但不能用于考试。看这个内容不需要你有什么电子学的基础,知道欧姆定律、会用万用表、知道电压电流是什么即可。

​ 这里分享的是我学习电子以及项目的一些心得体会,如有错误希望大家指出。

​ 我个人对于电子的学习,在我看来电子电路学习的内容只有五种器件——电阻、电容、电感、二极管、三极管。你知道了它们是什么、有什么作用、有什么特性,就够了。不要说会,我不会!(欧姆定律、万用表的使用请自行学习,示波器、信号产生器、逻辑分析仪的内容会在后文细讲。)

我们先来聊聊第一种器件——电阻

​ 电阻是我们最熟悉不过的东西了,也是我们电子设计的基础器件。整体上来说电阻的话,就是以上的内容。电阻就是来“阻碍”电路流通性的,由于这个特性电阻经常会用在一些限流保护电路、传感器的分压采集、上拉下拉模式等地方。当然,很多时候电阻的使用还是依据一些芯片的使用手册来决定的。我们能用到的很少很少。

​ 有人说学电阻一定要会“看色环知阻值”,我觉得完全没这个必要,万用表量一下稳定又可靠。当然103电阻就是10K电阻这个还是得知道的。

​ 这里说到了电阻的功率问题,电阻也是电路的一部分,那么它就又一定的耐压和奈流(就是可以承受的最大电压和最大电流),这个的计算我们需要通过公式:

​ 我们经常玩的单片机,0.25W的电阻完全够用。

我们继续来说第二种器件——电容

​ 电容也是我们应用最多的一个电路,大部分情况下我们会在电源并联一个电容。因为电容自身是一种储能器件,而且容量很小很小,几乎瞬间就充满、释放,我们在电源并联一个电容,当出现供电不稳又波动(比如5V电压出现4.98~5.01V的情况)的情况,电容的这一特性可以很好的消除这些波动(电容充放电,5V正常,4.98V电容放电补偿、5.01V电容充电吸收,大概就是这意思),这也就是我们常说的电容滤波。

​ 这一特性,也在按键开关消抖动、旋转编码开关消抖动等方面十分好使。至于什么RC电路、LC电路什么的,后面慢慢看。

​ 对了,至关重要的的一点,电容具备通交流、阻直流的特性。交流电可以流过电容、直流电不可流过电容。交流电的方向是变化的,这个一特性刚好对电容进行充放电操作,直流电却不行。

然后是第三种器件——电感

​ 说到电感,经常会把它和变压器放在一块来聊,变压器就是通过电感来实现的。电感的实质就是一个线圈,电流流过导线的时候会在电线的周围产生磁场。当直流电经过的时候,磁场的方向一致,可以通过;当交流电经过的时候,磁场的方向变化,会对电流产生扼制,不能通过。这也就是电感通直流、阻交流的特性。

​ 电感的用途很多,我基本就在一些电源芯片位置用过,其他的很少。电容和电感是要成对出现在电路当中的,这点很重要。

接着是第四种器件——二极管

​ 二极管,玩最多的就是LED,也叫做发光二极管。二极管具备“单向导电性”,就是说只能从正极流向伏击、不能从负极流向正极。另外用的比较多的就是整流二极管,这个内容我们会在后面讲到整流桥、整流扼制等等内容。不要害怕这些名词,它们真的很简单。

​ 二极管具备单向导电性,对于直流电我可以直接从正极流向负极;对于交流电,能经过的只有一半(即正方向的电流可以经过、负方向的电流不可经过),这也就是“半桥整流”。

​ 值得注意的是,二极管也是有“压降”的,即经过二极管前电压是5V,经过二极管后电压就变成了4.98V,这个就是压降。压降的大小需要去找该二极管的数据手册来查阅。

到了我们最后一种器件——三极管

​ 说实在的,上面的内容我没看懂。这里再给分享个通俗点的介绍。

​ 三极管用的比较多,基本上我是当成“阀门”来用的,MOS管、晶体管、可控硅等器件,用法基本都差不多,唯一不同的是特性。

​ 根据三极管流向的不同,我们分为了NPN三极管和PNP三极管,这两种三极管在单片机IO的“推“和”挽”方面有着很好的用途。集电极进、发射极出、基极控制,这就是三极管!

该怎么来学这些东西

​ 最快捷的办法,买一套面包板电子学习套件,器件+书+万用表,实践是最好的学习!别想着图省事、不花钱去玩什么仿真,没有炸器件的操作就不能说自己学电子的!

​ 电子技术的学习没有捷径,它靠的是经验、是积累。我最开始学习电子是从单片机开始的,理解的第一个电路是单片机的最小系统构成,用单片机的最小系统+传感器模块的方式学习。把传感器玩了一遍之后对传感器的电路感兴趣,于是就去研究传感器的驱动电路,于是学会了“抄板”——根据板子的器件布局反推电路图。这个过程就是要大胆的去猜、去尝试,当你能把大部分传感器的驱动电路研究出来的时候,可以说是已经入门电子设计了的。

​ 那么真的算精通电子设计是什么样的呢?我觉得应该是和电路设计相关的,能反推电路、能合理设计PCB布局 ,这算的上是精通。至于高手,不玩个开关电源、不玩个功放、不玩个高压电,那怎么行!

安全第一!安全第一!!安全第一!!!

​ 这个博文有多长我也不知道,可能就是看心情来写吧!其实电子器件远远不止上面的几种,只是说这些器件是“最基础”的存在,我们掌握了这些内容,才可以更好的去学习新的知识。

​ 接下来的分享会以电路设计为准,分享、介绍我们项目当中的一些电路,并为这些电路做出点评分析。