一次跟群友聊天,提及示波器,大家都認為示波器很重要,畢竟它是觀察波形的窗口。我當時提了一句,說自己盡可能不用示波器,但鼓勵同事用示波器。網友很好奇我為什么這么說,有條件怎么不用呢?
以下為我的解釋:
示波器是波形的窗口,當有各種異常的時候,可以很容易從波形觀察,所以我鼓勵我同事使用,以此提高效率。然而若長期依賴于示波器,就會喪失推理分析能力,我特別看重自身的推理分析能力,因為當有一些疑難雜癥出現的時候,示波器也不見得好用,我舉了兩個例子。
1、冥王星的發現,先是通過理論計算出位置,再用望遠鏡觀察,最后通過多張圖片比對才發現的。因冥王星太遠太小太暗,若沒有從理論上計算出大概的位置,再用望遠鏡觀察,幾乎不可能發現,而理論計算,可以認為是一種推理過程。
2、在做高頻感應加熱電源初期,客戶反饋有些時候電源輸出功率很大,剛開始不在意,但出貨量多了后,這個現象比較普遍,于是在公司花了2天時間重現了這個現象,確實出現功率突變,工作電流從20多A跳到40A,于是用示波器長期觀察,包括更換主板,折騰了一周,沒有發現異常,這說明這個問題特別隱蔽,波形差異小的我們無法分辨,需要通過理論分析才行,于是我花了3天時間,一步步演化波形的各種變化,終于發現,在高頻電源諧振鎖相偏中性的時候,存在逆變H橋死區偏移現象,這個死區偏移之后,直接從波形上看,很難發現,因為波形鎖相住了,看上去差不多,但是若明確是這個問題,可以發現死區偏移的一個特征,那就是死區引起的轉折點的位置是有差異的。仔細觀察死區波形的轉折點,發現了這個問題,之后把鎖相位置調到偏感性一些,這個問題解決。
醫生用的各種儀器,比如B超等,等價于示波器,因為有了B超這個工具,哪怕普通人稍微培訓一下都能當醫生,而這個能力在B超這個設備本身,而不是這個醫生的水平,這是典型的弱化案例。我不反對使用示波器,但我反對弱化自身的邏輯推理能力,反而想盡各種辦法提高自己的邏輯推理能力。自身內心的邏輯推理能力,是建立在初期的實踐基礎上,大量使用示波器的基礎上,所以我鼓勵我的同事,尤其是初學者大量使用。
做高頻電源中期,遇到了一位香港老先生,他比較了解美國的新技術,給我灌輸了一套高精準的設計思路:在工業設備中植入一臺高速的信號采集設備,等價于一臺高速的示波器,高于工作頻率幾倍幾十甚至幾百倍的實時采樣分析,一旦發現有異常,就調整工作波形,實現前置控制,而我們普通教科書講解的都是后置反饋控制方式,這種方式的實時性差很多,后級功率管需要較大的冗余。前置實時控制相對于后置反饋控制,技術含量較高,實現難度大,但是因為精準控制,雖然提高了研發成本,但因為精準控制,降低發熱量、降低功率管冗余、縮小設備體積、降低設備硬件成本,好處多多,所以我現在做的工業電源,都朝這條高精準的思路走。比如高頻感應加熱電源的相位,我就用50MHz的速度去觀察500~1MHz的工作波形,實時鎖相。
最后我總結認為,示波器使用存在三個境界,一是在外面,作為測量工具;二是在心中,作為邏輯推理;三是做到設備里面,實時監控設備運行。
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示波器
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原文標題:示波器的三重境界
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