如何實踐性地學習模電、數電、高頻、信號與系統等課程?
電子信息工程的專業課,光是通過上課和自己看書,感覺大量的精力花掉後,過一陣子又印象不深了,學習的時候明顯沒有將知識內化成能力的感覺。不知道行業人員們當初是如何學習這些東西的,有何建議?
——————————mark晚上來回答——————————
(作為只完整學過模電和數電的人,我只說這兩科。題主你將就一下吧。)
- 首先,看看題主的問題關鍵字:【實踐性】【沒有將知識內化】
1、『實踐性』:事實上,我認為題主已經抓到了學習這些課程的很大一個要點——實踐。而實踐在這些課程中的本質就是【我學的這些東西能讓我幹什麼?】所以,可視化和動手就是一個很好的學習方法。既然你已經知道這條路可行,那麼我就不再闡述「實踐的重要性」這個問題。直接拋給你一個我覺得非常好的回答(加在最後——Yike先生的答案),你可以看看實踐的作用。
2、『沒有將知識內化』:內化這個詞也是我高考後看書之後想了很多才逐漸意識到非常重要,但我一直都沒有關注到的一個東西。我認為的【高度內化】差不多可以約等於【本能】。說白了就是「將經過後天反覆習得的條件反射熟悉到近乎成為非條件反射」。舉生活化的例子可以是「我用筷子的時候不用高度集中也可以毫不費力的吃飯」「我和妹子打字聊天可以盲打的同時和人說著話」——這些就是【高度內化】已經接近了本能的事。而模電,數電,高頻,信號與系統這種需要思考性的課程很難達到【高度內化】。但可以達到【將知識體系內化】這種程度。舉個例子就是「說到『開關』第一時間想到的不是現實中封裝好的按鈕而是二極體,晶體管」「一提整流,馬上大腦已經處理了後續會有濾波的部分」「輕掃一眼就能知道是什麼反饋和會帶了什麼樣的電壓電阻之類的特性」。這些看起來很複雜的東西其實並不是很多人想的需要天賦什麼的。因為現實有一件很重要的事已經證明此非天賦——你能做高考卷子。三年的時間,你將那些知識內化到你的本能中,讓你一看題就知道需要什麼樣的方法。(我覺得這段寫的很羅嗦,其實主要是想給你說「內化的重要性」和實施方法的途徑之簡單。)所以,達到內化,你需要且僅需要做一件事:
練習
練習
練習
你可能覺得我什麼都沒說。但我現在只是在闡述原理,還沒講到怎麼實施。所以你耐著性子聽我嘮叨完吧。從上面那些內化的例子我們不拿看出之所以我們能夠輕而易舉的做到那些事是因為我們要麼每天都在做,要麼就是經年累月形成的習慣。上述的大部分情況都源於你對你做的事物熟悉的不能再熟悉——已經到了不需要思考的地步。這就是大量練習帶來的必然結果。所以我們得出第一個結論:
我們需要實踐性的大量練習以達到內化我所學的知識。
說完原因和結論,我們來闡述:如何實施。(為了脈絡清晰,我們分學科解釋)
- 《模擬電路》
上面這兩張是我自己照的。我認為你動手實踐模擬電路的時候最好是有實物的,這和數字電路是不同的。有些我沒照出來,我怕圖太多不好載入,兩張你看看那就行。你需要的最少的東西大概是:負反饋放大器小板子一塊+麵包板+示波器+小型的信號發生器(這個有沒有都行)+直流穩壓電源(這個有是最好的,因為自己每次都焊板子太麻煩,或者你一次性焊5v,9v,12v的在一個上面的那種板子,剛開始的時候夠用了)+零件盒(PNP,NPN,二極體,各種色環電阻,一部分電容,LED)。
學習目的:實踐性的理解模電中不好理解的部分。
一開始學的時候模電中什麼不好理解?反饋放大和濾波振蕩。
明確了目的,那麼答案自然顯現,這兩種學起來雲里霧裡是因為不可見和少許的抽象。那麼要解決的最好辦法就是——看示波器。在調波形和觀察波形中了解電容的充放電對電路有什麼影響。了解半導體元件的本質是PN結的性質體現。而在這之前需要你自己去借焊好的板子,或者自己動手搭接電路。那麼,在這個過程中我們就已經實現了大量練習了。
- 《數字電路》
對,你沒看錯……我就是用Minecraft學的數字電路。不服咬我呀~這遊戲能讓我做到不知疲倦的大量練習。最後在逃了好多節數電課和期末沒有複習的情況下考到了92分。(我知道知乎有大神可以滿分,但我對這個分數已經很滿足了。)其實數電學起來很簡單,因為說白了就是邏輯的堆疊。無腦的練習也能派上用場,說白了就是熟悉到化成灰我都知道那是個什麼玩意兒。你要是不玩MC,我也不是沒有別的辦法給你。
看我的模擬軟體大法~
這款軟體不同於proteus的很多單片機模擬。它提供了數電模電的模擬。尤其是數電裡面的各種晶元應有盡有。我覺得剛剛開始練習的時候,最有效果的就是——用各種不同的晶元做形態各異的流水燈。
別誤會,我這個不是流水燈啊。這是我上個學期實習的時候(萬惡的題目不讓用單片機和信號發生器,右下角的妹抖你們就忽略吧~www)用555做的100Hz外加兩個10分頻再計數。這只不過是題目里很小的一部分。大的我沒放圖了,也沒必要。我讓你先做流水燈是因為:
1、可視化。有燈告訴你你的效果實現了沒有。
2、你為了做各種效果會去看數據手冊來了解如何讓其工作。
3、流水燈這種東西不用什麼基礎。只需——」不要慫,就是干「的精神。
- 情懷~
這玩意兒挺重要的。比如:
I WON"T GIVE UP.
IT WORKS ! ! ! ! !
當我看到這裡的時候,我彷彿看到了那個在實驗室里日日夜夜形隻影單和電路在一起的自己。無論到少次電路不起作用。慢慢分析原因,找到問題。解決,學到新的。那種好像自己是在做全世界最偉大的事情的自己。其實只是在擺弄些不起眼的零件啦~但是創造和學習的動力總會讓自己像個電容似的——不斷的充能,然後再把能量反饋給現實。這些才是如何實踐性的學習模電、數電等等的真諦——
愛
(額,寫的我自己都不好意思了……)
寫在最後。我只是象徵性的舉了例子,實施的時候,你還是需要自己來制定計劃。以及相關的答案推薦和我以前寫的書籍推薦。
電子電氣方面的經典書籍有哪些值得推薦? - 壽叄的指針的回答
如果看了這篇文章你還不懂傅里葉變換,那就過來掐死我吧 - 與時間無關的故事 - 知乎專欄
如何對信號(信號與系統)作一個全面直觀的了解? - Yike 的回答
怎樣學好模擬電路? - Yike 的回答
希望對你有幫助。祝好。
以上。如一切學習一樣,實踐是最好的老師。
允許我先扯遠一點,不談學電學,其實任何東西的學習都是這樣的。
人最重要的工具就是大腦,掌握使用大腦的方法是一切的開始。而大腦的脾氣是很古怪的,你必須順著它來。大腦有哪些脾氣呢?個人總結如下:
1、牽扯身體部件越多它越活躍。
2、獎賞來得越快它越爽。
3、危機感,對抗性會強化記憶。
其實人類的進化史就是一個好吃懶做的慫蛋史。為了不被殺,為了吃,為了做愛而進化。
其結果就是,人的神經系統更習慣短期目標,人更容易被外源的負面因素激勵而非內源的正面因素。真正能激勵人的內源正面因素只有食慾和性慾。
題主回憶一下小時候你的學習經歷就知:
1、反覆做10分鐘左右就能完成的題目(短期刺激和目標)
2、老師與家長會施加威脅。
3、家長會許諾獎勵。
這都是為了配合人的天性而調整出的高效學習法。
我還可以再舉例:
1、之前知乎里很熱門的「所有遊戲的設計都是沖著「人性的弱點」」一文,說的就是為了投大腦所好,遊戲故意製造有驚無險而獎勵連連的體驗,來讓大腦欲罷不能。
2、在我國,看AV和學互聯網技術有什麼相關性也不需要我多提。
3、大多數人的盲打都是聊天工具教會的也不用我說為什麼了吧?
說這麼多,其實意思很明確,類比嘛,要怎麼才能學好?一定要實踐!要厚著臉皮實踐!
言歸正傳,就我個人而言,以前是沒有充分意識到這點的,耽誤了不少時間,工作後有了大量實踐的機會、被打臉的機會以及打別人臉的機會(霧)。進步神速,由此也十分感慨。
題主應該是大學生,這有得天獨厚的條件。我國大部分大學的實驗室都是全天開放的,有大把的機會給你去玩電路。
題主在書上看到個什麼例子,就可以去思考怎麼做實驗驗證一下,然後就去做,立刻去做。
加入一個同好小團體很重要,千萬不要低估你裝逼和打別人臉的慾望(性慾就算了,電子論壇上有妹子八成也是人妖),會很好地激勵你去學。同好間的爭論與互打臉是很好的激勵!因為這能給你無形的壓力以及加快給大腦獎賞的頻率。
嘗試參加一些小的比賽,同樣是為了有壓力以及增加獎賞。
是不是有點玩遊戲練級做任務PK的味道,差不多這個狀態你就能學得很爽了。
BTW,讓你去參與打臉不是讓你變狂妄自大,始終記得真理是不會改變的,錯了就要立刻承認,打別人臉就要做好被打的準備,我才不會告訴你被人打臉升級更快呢。。
學習資料方面,強烈推薦MIT等名校的公開課,著名半導體廠商(ti,linear,ad等等)的晶元手冊以及參考資料,信號與系統那本書的英文原版以及各種著名教材的英文原版都是很好的。但不要為了看而看,一定要結合實踐與裝逼去看。
最後,嘗試變基佬,這樣可以順帶性慾激勵(大霧)
謝邀。1)進實驗室打工,2)自己做個東西玩,或者3)參加電子設計競賽。
找一篇數字數字收音機的論文,按論文完成電路設計和演算法設計。不懂就查書。
跟我學,多重修幾次你就印象深刻了。
以上課程我都掛過,光是通過上課和自己看書,感覺大量的精力花掉後,過一陣子又印象不深了,學習的時候明顯沒有將知識內化成能力的感覺
其實很正常,我認為硬體電路特別是模電和高頻,如果你不實際去把電路做一遍,並且把性能發揮到極限的話一些書上的知識點你完全是想不到的,做了很久電路,在回過頭去看書,就會發現:啊,原來書上講了,是這麼回事啊……這種感覺
@Oreki Yuki 同學說的非常在理,想要實踐性的學習一門課,需要的是大量的練習,形成一種對電路的直覺,或者說是——經驗
我本科期間對於專業課的學習就是所謂實踐性的學習,但這種學習花費了我大量的時間,我從三極體開始做起一路做到高頻、射頻。大學期間幾乎一直從早到晚在社團做電路,我同屆有個程序員保持社團優良的作息作風,一周工作100+hours,在華為居然把以加班聞名的華為員工加怕了……
至於具體怎麼學,有兩種方法
1.進老師的實驗室,進入碩士節奏
如果單純論學習工程不發paper啥的,你要學模電高頻,其實我是不太建議直接進實驗室的,不是說難度什麼,老師要不要你之類的東西。
而是我覺得大多數導師的實際項目其實已經距離底層和分立元器件很遠了,打個比方,現在數字信號處理的典型方法是什麼?FPGA+DSP,但這塊和電工、模電、高頻有關么?會用到三極體放大、運放之類的么?現在我個人感覺的一個趨勢是硬體模塊化,軟體刷板。對於分立器件的重視很低,想要在實際項目中學習一些東西還是很難接觸到本科這類的專業課的,當然,你可以完全跳過這塊,直接上手做嵌入式(我個人覺得這麼學說不定更好,學模擬大量時間都在試錯)
另外我個人比較追求自由一點的學習環境,可以肆無忌憚的做各種奇妙的作品來玩耍,畢竟本科有著無限的可能,現在讀研期間感覺不少實驗室氛圍都很沉重,大家各自做各自的東西,上個月做了把光劍……全實驗室看傻逼一樣看著我orz……
2.電子大賽
我覺得最適合實踐性學習的方法就是參加電子大賽,真的,但是你得全身心投入去做。
這裡我很慶幸我的學院能有這種本科生參加的電子社團,大家一起調試電路、做東西參加比賽。
雖然電賽和實際工程項目區別還是挺大的,但對於學習專業課的幫助真不是蓋的。
這是15年電子大賽的D題,關於運放,而且指標不低,發揮部分幾乎把運放增益帶寬積和壓擺率兩個指標磕到了極限,如果賽前沒做過相關題肯定是做不出來的。如果一邊學習理論,一邊按比賽準備。在此期間得到的實踐端的提高是驚人的(我在沒有針對性複習的情況下能靠自己的實踐端自學把模電高頻數電考到90+,實驗課更不用提)另外每年的電源題,西電之類學校的賽前培訓題等等都是很有水平的。
最後說一下我個人的學習經驗,真的挺需要堅持和條件的
模擬電路: 運算放大器完成書上的基礎運算電路(Multisim模擬+Altium designer制板)→ 電子秤製作(經典的多個運放電路級聯)→ 三極體/MOS 放大電路設計 → 按晶元手冊磕運放指標(比如最高帶寬,其實做出來真的是和手冊完全符合的,只是很多概念被忽視了導致做不上去)→ 三極體/MOS堆運放(大boss)
高頻電路:高頻小信號放大 → C類放大 → 相位鑒頻器/包絡檢波器等等 → 分立的接收機發射機 → AGC → 鎖相環(大boss)
數字電路:模擬搞定了數電還叫事?數電焊上就好使……直接上FPGA吧(你可以理解成用語言去堆數字電路),或者像上面說的那樣玩MC(真是牛逼爆了的學習法)
信號與系統:這門課實踐比較……餓……抽象?因為信號與系統幾乎融合在了所有信號處理裡面,如果你學會了上面的FPGA可以用它去做一些數字信號的變換或者使用人民的好夥伴MATLAB,對於加深理解大概會有好處吧……(通信原理、數字信號這種都應該在具體項目中學習會比較好)
不過這時候我覺得完全可以去做碩士課題組當高手了,媽呀又會軟體又會硬體,還參加比賽拿了一堆獎,走上保研路牛逼啊親。除非和某個傻逼一樣非要去考研,還沒考上…回來跪在本校老師面前:對不起老師我錯了…畢竟當年too young too simple……我想讀書啊老師T T
恩,我就是那個傻逼建議先學會proteus軟體。然後把課本里的所有電路畫到軟體中去模擬,對不清楚的地方多用用虛擬儀器查看,例如模電中的信號可以用虛擬示波器,電壓電流電錶。數電中的可以用邏輯分析儀。SPI和I2C調試器在學習單片機時很有用。許多都需要自己慢慢摸索。之後你就能肉眼看懂各種電子電信號了。不過前提還是得要有一定的理論知識。不然就是明明很簡單的東西,我卻要。。。。見圖→_→
對於模電真的有話要說!!!
這學期伊始懷著憧憬的心情和求知若渴的眼神坐在第一排聽我們模電老師講課。第一節課是步行的速度、第二節課騎自行車了、到了第三節課直接就坐飛機、老師還說、未來可能要改成火箭…嚇得我趕緊換老師!!!換老師還遭遇了種種艱辛,硬生生拖了我一個月,害得我完全不知道講了什麼,以為模電是最難最難的課。
自從換了老師,上課也有興趣了,腳也沾地了,懂得也多了。發現模電並沒有那麼難。學到後來掌握幾種管子的輸入輸出特性,把模電轉換成電路,依據KCL、KVL就可以求解…反饋比較難,但是也有跡可循!
所以,只要選擇節奏配合的老師和不滅求知若渴的心,一定能夠學好!
雖然最近覺得工磁和電機有點繞~~
加油加油我認為學工科類的課程,實踐永遠是第一位的,我再大學時代有過許多同學課程學得相當不錯,考試分數也很好看,不過總是會有人問,學這個能做什麼?
我私下以為,對於電子設計方面的學習,第一步是開始製作一些有趣的東西,就算最開始只是抄抄電路,焊焊板子,這也是很有幫助的,因為只要當你對製作這些東西開始感到入迷,開始投入越來越多的時間,玩的東西越來越深,就會開始觸碰到一些原理性的問題,這時,那些無聊的課程對你來說就會充滿魅力。興趣才是最好的老師
如何學好電路分析基礎呢》?
模電中的三極體,重中之重,一定要學好。
同感~感覺學的跟做的聯繫不上
留名可以嘛~
其實這些都是基礎課,你要做的就是把理論知識學紮實,這樣就不會在學專業技術課的時候後悔莫及。
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