Matematika Lanjutan dalam Elektronik sehari-hari? [Tutup]

Jadi saya sudah menonton Kelas MIT 6.002x dan mereka benar-benar menarik, saya merasa seperti saya sudah memiliki pemahaman yang baik tentang Sirkuit dan Dasar-dasar (saya lulus dengan gelar CS ... tetapi EE menarik bagi saya juga).

Bagaimanapun saya perhatikan .... mungkin seperti banyak orang yang banyak matematika tingkat lanjut tidak benar-benar digunakan dalam pekerjaan. Itu terjadi ... lebih baik mengetahuinya daripada tidak saya kira. Tetapi meninggalkan Pemrosesan Sinyal dan sub-bidang elektronik "Intense" / matematika sejenis .... berapa banyak Matematika Tingkat Lanjut yang Anda rasa Anda gunakan saat bekerja?

Saya kira seseorang yang melakukan desain sirkuit, Pemrograman Mikrokontroler dan berapa banyak matematika yang akan mereka dapatkan.

Dan Pertanyaan Kedua: Apakah ada buku yang masuk ke Matematika Tingkat Lanjut yang diperlukan untuk ini? atau melakukan "sebagian besar" buku elektronik sudah cukup banyak memiliki apa yang diperlukan.

Hal-hal umum yang biasa kebanyakan hanya aljabar dasar, seperti hukum Ohm, menghitung salah satu dari frekuensi, hambatan, dan kapasitansi dari dua lainnya, dll. Keterampilan penting di sini bukanlah matematika, tetapi secara intuitif memahami fisika di balik apa yang Anda lakukan. Jika Anda dapat melihat skema dan merasakan tegangan yang mendorong dan arus mengalir dan bagaimana masing-masing bagian bereaksi terhadap mereka, Anda dapat memperoleh persamaan yang Anda butuhkan untuk mengukur sesuatu.

Saya juga menemukan fisika dasar sangat berguna untuk EE, setidaknya jenis EE yang saya lakukan, yang merancang sistem tertanam kecil. Pekerjaan saya tidak pernah berakhir di sirkuit atau di firmware. Untuk melakukan pekerjaan dengan benar, yaitu menyelesaikan masalah tidak hanya membuat sirkuit bekerja, Anda harus memiliki pemahaman yang baik tentang apa pun yang dikontrol atau diukur sirkuit. Ini membutuhkan pemahaman yang baik tentang sistem dan fisika di belakangnya.

Terlalu sering Anda menemukan orang-orang yang mengetahui sistem dan menulis persyaratan untuk apa yang seharusnya dilakukan oleh pengontrol Anda tidak benar-benar memiliki pemahaman yang baik tentang hal-hal yang secara wajar mungkin. Mereka memikirkan satu cara untuk menyelesaikan masalah, kemudian menentukan sirkuit untuk melakukan itu. Dengan kata lain, mereka tahu dunia mereka, tetapi tidak tahu Anda dengan baik. Ini sangat berharga jika Anda bisa menjadi orang yang dapat menjangkau (karena mereka tidak bisa atau tidak mau), melihat gambaran besarnya, dan mengusulkan metode yang lebih baik untuk menyelesaikan masalah secara keseluruhan. Namun, Anda hanya dapat melakukan ini jika Anda memiliki pemahaman yang baik tentang sistem, yang biasanya membutuhkan keterampilan fisika dasar yang baik di pihak Anda.

Ini memunculkan keterampilan penting lainnya untuk menjadi insinyur yang baik, yang ternyata jarang terjadi. Selalu luangkan waktu untuk memahami sistem yang lebih besar yang cocok dengan desain kecil Anda, lalu lihat gambaran besarnya. Saya menemukan orang-orang biasanya senang berbicara tentang bagaimana bagian mereka dari sistem bekerja, jadi berkeliling dan mempelajarinya. Kemudian lihat keseluruhan gambar dan lihat apakah apa yang diminta Anda lakukan masih masuk akal atau hanya dari sudut pandang satu orang yang berinteraksi dengan alat Anda dan pria itu hanya melihat masalahnya yang terisolasi. Anda mungkin berpikir ini adalah no-brainer, tetapi kemudian Anda akan terkejut betapa sering ini terjadi, terutama di perusahaan besar. Tipe orang yang suka mengambil pandangan sempit dan mengerjakan hanya masalah kecil mereka cenderung condong ke perusahaan besar. Ada ruang untuk orang-orang seperti itu dalam proyek besar, memiliki beberapa dari mereka di tempat yang tepat sebenarnya berguna, tetapi perlu chief engineer yang terampil untuk memanfaatkan ini dan semua orang dengan benar. Bagian terakhir itu sangat langka saat ini, dan Anda akan sering menemukan Joe Blinders yang bertanggung jawab atas hal-hal yang seharusnya tidak terjadi. Bahkan jika Joe memang mencoba untuk melihat-lihat sedikit, dia sering tidak tahu apa yang bisa dan tidak bisa dengan mudah dilakukan oleh elektronik. Yang terburuk adalah ketika dia menganggap dirinya seorang EE tetapi tidak benar-benar tahu apa yang dia lakukan.

Sejauh matematika lebih maju daripada aljabar umum, pasti belajar berpikir dalam ruang frekuensi. Saya telah melakukan frekuensi terinci ke / dari perhitungan domain waktu beberapa kali, tetapi konsepnya sering berharga. Setiap EE harus dapat memvisualisasikan apa implikasi frekuensi dari sinyal domain waktu dan sebaliknya. Di sini saya tidak berbicara tentang duduk dan menyelesaikan transformasi Fourier, tetapi memiliki intuisi yang baik tentang hal itu. Bagi saya itu datang dari mengerjakan matematika terperinci di perguruan tinggi. Saya jarang melakukan matematika itu sejak itu, tetapi pemahaman di baliknya bermanfaat setiap hari.

Saya menemukan saya menggunakan kebanyakan Aljabar sederhana hari ke hari. Menghitung konsumsi daya, arus, nilai resistor, dan masalah termal. Untuk desain sirkuit praktis sehari-hari seperti yang Anda bicarakan itu lebih banyak tentang pemecahan masalah kreatif daripada matematika. Saya akan mengambil seorang pria yang merupakan debugger yang baik atas ahli matematika yang baik setiap hari;)

Yang sedang berkata ada hari-hari ketika berguna, Anda mungkin diminta untuk merancang sistem yang membutuhkan matematika tingkat yang lebih tinggi untuk mengerti. Biasanya sekitar beberapa kontrol, komunikasi, atau masalah pemrosesan sinyal (bagi saya toh). Saya bisa memikirkan satu contoh di mana saya merancang output audio PWM tetapi kedengarannya "retak". Baru setelah saya membaca beberapa makalah, dan menggunakan matlab untuk melakukan beberapa sok, saya bisa membersihkan suaranya.

Tentu saja ada banyak matematika canggih di balik alat yang kami gunakan, seperti pemecah bidang EM untuk hal-hal seperti Analisis Integritas Sinyal, rempah-rempah, dan pemodelan lainnya.

Saya punya teman yang bekerja pada ASIC yang mengambil algoritma dari "orang-orang matematika" dan memasukkannya ke dalam bentuk ASIC, ada cukup banyak matematika yang terlibat di sana.

Anda mungkin akan menemukan lebih banyak matematika tipe fisika di sektor robotika canggih tetapi sekali lagi itu lebih tentang sistem kontrol.

Saya yakin ada banyak tempat yang belum saya pikirkan tetapi secara umum saya menemukan bahwa setiap hari tidak ada begitu banyak matematika. Ketika ada saya biasanya dapat beralih ke salah satu dari banyak buku referensi untuk menemukan persamaan yang saya butuhkan.

Saya melakukan desain sirkuit, pemrograman mikrokontroler, dan desain elektronik daya 1-1000 kW. Saya telah melakukan beberapa aljabar yang cukup kompleks untuk mendapatkan persamaan gain sistem konverter di kali. Aljabar dasar untuk menerapkan rutin kalibrasi untuk nilai A / D. Kalkulus diperlukan untuk menghitung arus rata-rata melalui penyearah fase terkontrol saat mengisi kapasitor. Pelepasan daya konstan kapasitor non-ideal adalah persamaan diferensial non-linear jelek yang besar. Mencoba menganalisis dering dalam pasokan mode-beralih adalah empat yang jelek. (Masih mengerjakannya.) Dan memperkirakan kerugian dalam konverter mode-frekuensi tinggi melibatkan beberapa integral sederhana.

Itu mungkin sebagian besar dari apa yang telah saya lakukan dalam lima tahun, dan saya rasa saya melakukan lebih banyak kalkulus daripada kebanyakan. 98% dari apa yang saya lakukan tidak memerlukan matematika yang rumit. 2% lainnya, saya mungkin yang paling siap di perusahaan untuk menangani, jadi ini jelas merupakan keterampilan yang berharga. Yang paling penting mungkin bukan detail yang tidak jelas tentang bagaimana menyelesaikan setiap jenis persamaan yang mungkin. Anda dapat melihat hal-hal semacam itu. Yang lebih penting adalah memahami konsep dasar dari semuanya. Apa itu integral? Bagaimana cara memanfaatkannya? Bagaimana, secara umum, satu pengaturan? Dan sumber daya apa yang saya miliki atau perlu untuk mengevaluasinya setelah diatur?

Juga, memiliki pemahaman itu membuat Anda yakin bahwa Anda dapat menghitung sesuatu, dan bahwa alam semesta benar-benar masuk akal. Saya pribadi menemukan kepercayaan semacam itu sangat membantu, kadang-kadang lebih dari hasil aktual dari persamaan.

Saya tidak yakin apa yang dimaksud dengan matematika lanjutan dalam konteks. Tetapi setiap hari saya menggunakan PDE, kalkulus (termasuk garis integral) dan ketika menyiapkan makalah untuk publikasi akan ada beberapa mengangkat sangat berat, dan kadang-kadang menggunakan matematika untuk mengembangkan analisis baru / model sistem. Tetapi pada hari ke hari saya akan menggunakan teknik mesin (balok lentur), aliran panas, pemodelan semikonduktor, mekanika kuantum, optik, teori transistor, teori sirkuit dll. Jadi tas nyata dari berbagai bidang yang sangat mirip. Saya cenderung lebih ke arah sisi penelitian sekarang dan dibawa untuk memecahkan masalah kritis dalam masalah produksi lini depan.

Sebagian besar matematika tingkat lanjut diurus oleh para ilmuwan dan insinyur yang mengembangkan bagian-bagian yang kami kumpulkan sehingga matematika tingkat lanjut tidak diperlukan di pihak kami dalam banyak kasus. Kami benar-benar melakukan sisi rekayasa dari hal-hal di mana matematika tingkat lanjut tidak selalu diperlukan karena mereka sudah menangani hal itu dan memberi kami data yang diperlukan untuk menghubungkan semua bagian.

Jika seseorang ingin tetap terlibat dalam matematika tingkat lanjut, Anda cenderung menggunakannya dalam transistor dan desain IC daripada menyolder bagian-bagian itu bersama-sama untuk membuat sirkuit.