Перевод учебника Искусство схемотехники
пополнился Частью 3, в которой разбираются полевые транзисторы.
Книга приобрела целостный, хотя всё ещё не окончательный, вид. На
данный момент отсутствуют три части 11 (Программируемая логика), 14
(Компьютеры, контроллеры и шины данных), 15 (Микроконтроллеры) и
таблицы. Таблицы отложены до завершения перевода (там почти одни
цифры, с которыми можно ознакомиться и в оригинале), а остающиеся
темы при всём уважении к авторам лучше изучать по другим
источникам. В анонсе перевода среди жалоб на несовершенство
мира была высказана мысль о необходимости грамотного руководства
освоением нового материала. Здесь предлагается метод изучения,
рационализирующий данный процесс и некоторые соображения о
повышении КПД знаний, относящиеся к системе
Цеттелкастен.
Итак, к основному материалу книги добавилась Часть 3 (Полевые
транзисторы), рассказывающая о линейных усилителях, повторителях и
ключах на полевых приборах с p-n переходом и с изолированным
затвором. Но, если вы новичок, обдумывающий электронику, а равно и
не обдумывающий, но соприкасающийся с ней по работе, начинать
знакомство с данной темой следует с другого конца и по
специфической схеме. Но обо всём по порядку.
Искусство схемотехники учебник по практическому построению
электронных схем, выросший из односеместрового лабораторного курса
по электронике Гарвардского университета. Он достаточно полон,
подробен и самодостаточен (*) для самостоятельного изучения, причём
не требует от ученика специальной подготовки. Всем известно, что
королевских путей к знанию не существует, но одна уловка всё же
есть. Это принцип Паретто, гласящий, что 20% людей выпивает 80%
пива. Иначе говоря, 20% знаний и навыков закроют 80% типовых задач.
Осталось найти эти 20%. Как раз здесь совершенно случайно из
ближайших кустов выхожу я во всём белом. Ниже предлагается
путеводный ключ, лучше всего, на мой взгляд, подходящий для
изучения учебника неспециалистом. Замечу, что для специалиста книга
тоже подойдёт диапазон у неё совершенно удивительный, просто
специалист знает, чего хочет, и ключ ему не нужен.
Электроника, как всем известно, это наука о контактах. Предлагается
обобщить данное определение до уровня науки о межсоединениях, в
число которых входят как сами контакты, так и линии связи,
входы-выходы компонентов и шины питания. При таком рассмотрении и в
условиях тотальной электротехнической безграмотности страждущих,
важнейшей из частей учебника становится Часть 12 (Сопряжение
логических сигналов). В ней в простой для понимания и использования
форме классифицированы виды источников (транзисторы, операционные
усилители, схемы цифровой логики, мощные интегральные драйверы и
внешние линии) и приёмников (нагрузки постоянного и переменного
тока, сильно- слаботочные и вообще всякие плюс те же внешние
линии). Сопряжение входов и выходов в общем случае является хотя и
не тривиальной, но хорошо изученной областью, а предлагаемые в
книге способы закроют большую часть типовых потребностей.
Описываемые авторами методы будут в высшей степени полезны
программистам, соприкасающимся с аппаратурой, шинами передачи
данных и портами ввода-вывода. Часть 12 ориентирована в первую
очередь на сопряжение цифровых систем с датчиками и исполнительными
устройствами и даёт общее представление о путях распространения
сигналов, защите от статики, методах умощнения сигналов управления
и преодоления изоляционных барьеров. Вы удивитесь, сколь проста (но
только в первом приближении) эта сторона электроники, и сколь
сильно она расширяет понимание принципов взаимодействия с
электронными устройствами.
После освоения способов передачи сигналов стоит изучить Часть 13 (Аналого-цифровые
преобразования). Здесь даются базовые сведения об АЦП и ЦАПах,
форматах их данных, ошибках, входных и выходных характеристиках.
Эта часть книги позволит понимать процесс перевода аналогового
сигнала в цифру на более глубоком уровне и полнее воспринимать
аналого-цифровой тракт в целом. В этой же Части 13 есть описание
методов синтеза частот, которые
дополняют создание аналоговых сигналов с помощью ЦАПов.
Материал Части 12 и 13 закрывает порядка 60% вопросов
взаимодействия вычислительных систем с внешним миром. Следующим
шагом будет Часть 4 (Операционные
усилители). Здесь даются базовые сведения об этом главном
строительном элементе аналоговых схем. Углублённое изучение ОУ
продолжается в Части 5 (Точные схемы). В
Части 5 подробно разбираются источники ошибок и методы их
компенсации. Её будет полезно пробежать в ознакомительных целях,
потому что здесь описываются возможные варианты операционных
усилителей, и такие сведения будут полезны просто для расширения
кругозора.
Теперь у вас есть 80%. На этом, наверно, стоит остановиться, а
книгу перевести из статуса учебник в статус справочное пособие.
Остальные темы, как-то: Часть 6 (Фильтры), Часть 7 (Генераторы и
таймеры), Часть 8 (Проектирование
малошумящей аппаратуры), Часть 9 (Регуляторы
напряжения и преобразователи мощности) и Часть 10 (Цифровая логика),
следует изучать, если есть конкретная задача или желание
ознакомиться с вопросом.
Пара слов об основах Части 1 (Основы), Части 2 (Биполярные
транзисторы) и Части 3 (Полевые
транзисторы). Не надо в них лезть ! Несколько парадоксальная
рекомендация, ведь обычно изучение электроники начинается именно с
этих трёх тем. Дело в том, что чем проще инструмент, тем больше
умения требуется, чтобы с ним работать. Современная электроника
нечасто требует перехода на уровень отдельных транзисторов.
Знакомства с ОУ (Часть 4) и с параметрами внешних выводов ИМС
(Часть 12) достаточно для подавляющего большинства задач. Всё
остальное будет проникать в голову или вызывать специальный интерес
по мере продвижения вперёд. Вся книга пронизана перекрёстными
ссылками на сопутствующий, пояснительный или аналогичный материал
из других частей. По ним надо ходить и пытаться разобраться, но
фанатизм в этом направлении будет скорее вредить.
Надеюсь, этот скромный набор рекомендаций вам поможет.
Теперь пара слов об упоминавшейся на Хабре системе организации
персональных знаний Цеттелкастен. Позволю высказать
собственное мнение о предмете, которое возникло в момент
редактирования перевода. В Части 3 (рис. 3.114 на стр. 212) приводится
красивая схема расширения входного диапазона напряжений линейного
стабилизатора. Она не вчера придумана, лично мне знакома более 10
лет, но, только проводя последнюю сверку с оригиналом, я понял, что
речь идёт об обычном каскоде. Т.е. я перевёл Часть 9, где она
встречалась, Часть 3, отредактировал, отформатировал в html, чтобы
на самом последнем этапе перед публикацией понять довольно
очевидную с самого начала вещь.
Это я к чему? Сама книга живёт со мной уже более 3 лет (а, может, я
с ней живу?). Каждый раз, когда приходит время выкладывать на сайт
новую часть, необходимо пробежать по тексту (поиском, конечно) и
актуализировать спящие ссылки. И каждый раз глаз цепляется за
какие-то новые детали и подробности, вылезают ошибки, шероховатости
или такие вот озарения. Мне кажется, что основная задача
Цеттелкастен перебирать пачку случайно (или не случайно) выбранных
карточек, чтобы освежить заснувшие данные в собственной голове или
обнаружить вдруг новые связи. Если это так, то современные модные и
молодёжные средства работы с заметками (программы, органайзеры,
электронные таблицы) вещь, не имеющая никаких преимуществ перед
картоном, если не вовсе вредная. Оптимизация процесса здесь только
мешает результату. Общение с базой знаний должно быть простым, но
не должно быть быстрым, а, главное, не должно быть
автоматизированным. Оно должно давать голове и глазам шанс
зацепиться за какую-нибудь фразу или мысль. То есть, гораздо
продуктивнее просто взять в руку карточки, давно не видевшие свет,
и потасовать их, вчитываясь и, возможно, прогуливаясь по ссылкам на
смежный материал. Цеттелкастен искусство перечитывать то, что уже
прочитано когда-то. Перечитывать, чтобы ещё аккуратнее вставить
кусочек мозаики на прежнее или, возможно, иное место общей картины.
Поэтому, читая Искусство схемотехники, обязательно ходите по
ссылкам и пытайтесь понять, что они вам говорят. Вот вам мой
Цеттелкастен, всем, даром, и пусть никто не уйдёт обиженным.
(*)
Пояснительные выражения объясняют темные мысли, поэтому везде, где
мне случается зависнуть над фразой, схемой или формулой, я вставляю
собственные пояснения. Исхожу при этом из того, что сам я тему знаю
достаточно хорошо, и, если даже я затыкаюсь, то новичку точно
требуются чуть более развёрнутые объяснения. Мои комментарии идут
на вкусном абрикосовом фоне (и только на нём). ####### Ну, вы поняли
########.
И собственно учебник, а то вдруг кто не
знает.