世界是模擬的——我們應(yīng)該如何從中獲得所需？

如果我們閱讀行業(yè)雜志或上網(wǎng)查詢，可能很快會(huì)產(chǎn)生這樣的印象：當(dāng)今的世界是數(shù)字化的，模擬技術(shù)已成為過去。事實(shí)真是如此嗎？

不完全是。每一個(gè)物理元素，無論是音頻信號(hào)還是溫度，都是一個(gè)模擬量；要測(cè)量或管理這些模擬量，都需要用到模擬技術(shù)。每個(gè)高速的數(shù)字信號(hào)傳輸過程都必須處理好其中的模擬問題，只有非常了解模擬技術(shù)才能明白如何進(jìn)行優(yōu)化。一旦你意識(shí)到了軟件不能解決所有問題，你就需要學(xué)習(xí)一些當(dāng)今工作環(huán)境中迫切需要的知識(shí)。你會(huì)發(fā)現(xiàn)不具備模擬知識(shí)，就無法掌控諸如電動(dòng)汽車和可再生能源等新的技術(shù)。盡管如此，市場(chǎng)上硬件專家的數(shù)量仍在不斷減少，這就意味著掌握了半導(dǎo)體電路技術(shù)的學(xué)生和應(yīng)屆大學(xué)畢業(yè)生將會(huì)獲得非常不錯(cuò)的職業(yè)發(fā)展契機(jī)。

為了幫助大家熟練掌握模擬技術(shù)，成長(zhǎng)為這方面的專家，ADI公司開發(fā)了主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊，你可以通過精心準(zhǔn)備的電路實(shí)驗(yàn)，收獲模擬知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。這些模塊可以納入大學(xué)教學(xué)課程，也可以單獨(dú)使用，幫助你更好地理解所學(xué)的理論知識(shí)。任何人都可以通過這些模塊隨時(shí)隨地獲得電路相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。不管你是喜歡在晚上獨(dú)自學(xué)習(xí)，還是喜歡與同學(xué)合作，共同研究，并討論結(jié)果。如果實(shí)驗(yàn)失敗了，沒人會(huì)在旁邊看笑話，你可以繼續(xù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)。在學(xué)校里當(dāng)你很難在你空閑的時(shí)候找到實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地和設(shè)備，就可以使用這些模塊。這就是模塊有一大優(yōu)勢(shì)：學(xué)生們可以同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而不是一人實(shí)驗(yàn)，眾人旁觀。

這些學(xué)習(xí)模塊提供的并不是計(jì)算機(jī)仿真器，結(jié)果也不是預(yù)先給定；而是實(shí)實(shí)在在的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。你可以搭建電路，施加輸入信號(hào)，測(cè)量模擬或數(shù)字輸出信號(hào)，然后在計(jì)算機(jī)上分析結(jié)果。此外，其低廉的成本也保證了學(xué)生們也可以購(gòu)買。

以下是ADI公司目前提供的套件。

ADALP2000

ADALP2000是一種器件包，包含ADI公司提供的多種芯片和分立式器件，例如電阻和電容。利用這些器件，你可以在提供的面包板上構(gòu)建不同的電路，而不需要進(jìn)行焊接。

圖1.ADALP2000模擬套件

ADALM1000

這是一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)模塊。此模塊通過USB接口連接，提供2.5 V或5 V的可編程電壓電源，它的電流最高可以達(dá)到200 mA。通過兩個(gè)通道你可以采集不同位置的電壓和電流波形。電壓范圍0 V到5 V，電流范圍–200 mA到+200 mA，波形采樣速率為100 kSPS。采用提供的軟件（Windows、Linux和Mac OS X系統(tǒng)可用），您可以使用示波器功能，在計(jì)算機(jī)上調(diào)整參數(shù)和顯示測(cè)量結(jié)果。您可以參考ADI公司網(wǎng)站“電路I和II實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)”部分的多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)案例，使用ADALM1000進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

圖2.ADALM1000主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊

ADALM2000

這是一個(gè)高級(jí)主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊。ADALM2000不僅包含了ADALM1000系列模塊的所有功能，還增加了一些其他功能。ADALM2000的可以測(cè)量高達(dá)25MHz的信號(hào)，可以生成最高30 MHz的信號(hào)，在速度上快了約1000倍。兩個(gè)電源可在0 V至+5 V和–5 V至0 V之間調(diào)節(jié)。配合軟件可以顯示2通道示波器、16通道數(shù)字邏輯分析儀以及電壓表?？梢詫?duì)網(wǎng)絡(luò)、頻譜和數(shù)字總線進(jìn)行分析。你可以在“電子I和II實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)”中查看相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。只要做出一些小的調(diào)整，也可利用ADALM1000套件進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

圖3.ADALM2000主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊。

ADALM-Pluto

ADALM-Pluto套件是一個(gè)高頻率套件，讓您能夠?qū)浖x無線電(SDR)有更深入的了解，即通過軟件設(shè)置頻段和參數(shù)，以獲得高頻信號(hào)和實(shí)現(xiàn)無線通信。該套件支持325 MHz至3.8 GHz的頻率范圍，內(nèi)置發(fā)送和接收通道。用戶可以閱讀面向工程師的軟件定義無線電一書（可從analog.com免費(fèi)下載），了解和熟悉這些系統(tǒng)。此書還介紹了可利用ADALM-Pluto套件進(jìn)行的幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。

圖4.ADALM-Pluto主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊

如需了解有關(guān)這些套件的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問analog.com，查看“教育”部分的內(nèi)容，或者搜索“主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊”。您可以直接從ADI公司或從其經(jīng)銷商處訂購(gòu)這些套件。如需查看與套件有關(guān)的一些具體問題的答案，請(qǐng)?jiān)L問ADI公司大學(xué)計(jì)劃部分虛擬課堂中的EngineerZone?。

這個(gè)世界現(xiàn)在和將來都是模擬的，需要具備深厚的模擬知識(shí)的工程師。所以，開始學(xué)習(xí)吧！

作者簡(jiǎn)介

Uwe Br?ckelmann于2003年加入ADI公司。2004年至2012年，他負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)ADI公司中歐地區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程(FAE)團(tuán)隊(duì)；2008年至2015年，負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)整個(gè)歐洲地區(qū)的汽車FAE團(tuán)隊(duì)。自2015年開始，他領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)跨學(xué)科的應(yīng)用工程師團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)監(jiān)管ADI公司在歐洲、中東和非洲的所有FAE技術(shù)開發(fā)工作。

他就讀于凱撒斯勞滕縣大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)，并于1995年獲得理科學(xué)士學(xué)位。他在西門子位于費(fèi)爾特的公司擔(dān)任硬件設(shè)計(jì)工程師，由此開始了自己的職業(yè)生涯。隨后，在馬克西姆公司工作5年，擔(dān)任FAE，后來加入ADI公司。聯(lián)系方式：uwe.brockelmann@analog.com。