В продолжение предыдущего поста с тестом давайте определимся с решением. Какие ответы правильные мне неизвестно, рекрутер поделился со мной финальными баллами за весь тест. Но раз тестирование мною пройдено, я склоняюсь к тому, что мыслил верно.

✖️Overflow (переполнение)

Возникает, когда уровень входного сигнала превышает диапазон измерений АЦП. Диапазон измерения АЦП ограничен либо задаваемыми опорными напряжениями, либо конструкцией АЦП, либо напряжением питания. Про опорные напряжения ничего не сказано, про особенности конструкции АЦП тоже. В электронике напряжения питания ниже 1.2В являются достаточно специфичными. Но даже при питании 1.2В амплитуда нашего сигнала 1В - попадаем в диапазон. С эффектом переполнения мы не столкнемся.

✔️ Aliasing (Алиасинг)

Столкнуться с алиасингом мы можем, если частота дискретизации сигнала будет меньше или равна максимальной частоте сигнала. Более того, теорема Котельникова-Найквиста гласит, что частота дискретизации должна превышать максимальную частоту сигнала минимум в два раза, если мы хотим полноценно измерить сигнал и восстановить его в дальнейшем. В нашем случае частота сигнала 200 МГц. Значит частота дискретизации АЦП должна быть как минимум 400 МГц. Однако имеем АЦП с частотой дискретизации 100 MSPS (100 МГц). Поэтому алиасинг в данном случае наш клиент.

✖️ Amplitude clipping (Обрезка амплитуды)

Эффект проявится, если амплитуда входного сигнала превысит диапазон измерения АЦП или если смещение входного сигнала будет выше или ниже среднего значения этого диапазона. Про смещение нам ничего не сказано. Диапазон АЦП уже обсудили выше. Поэтому эффект обрезки амплитуды мы не увидим.

✔️ SNR decay (ухудшение отношения сигнал/шум)

Параметр SNR определяет качество преобразования аналогового сигнала в цифровую форму. Измеряется он в децибелах. Чем выше значение SNR, тем сильнее уровень полезного сигнала превышает уровень шума.
На входе мы имеем сигнал c S/N 2^10 = 1024. При переводе в децибелы через формулу SNR =20log(S/N) получаем SNR входного сигнала 60.2 dB. У АЦП параметр SNR ограничивается его разрядностью и определяется по формуле 6.02×N+1.76, где N-разрядность. К слову, чем выше разрядность АЦП, тем выше его максимальный SNR. У нашего АЦП SNR = 6.02×8+1.76 = 49.9 dB.
Получается использование АЦП ухудшит SNR входного сигнала. Поэтому с SNR decay мы столкнемся.

✔️ Frequency peak broadening (расширение пиковой частоты)

Этот эффект связан с расширением частотных пиков в спектре сигнала. Расширение может произойти из-за некорректной дискретизации или последующей цифровой обработки. В нашем случае возникает алиасинг, который может изменить спектральные характеристики сигнала таким образом, что исходные частотные пики сигнала "складываются" на более низкие частоты, что может казаться как уширение частотных пиков. Поэтому мы потенциально можем словить этот эффект.

P.S. Про последний пункт "frequency peak broadening" я не уверен 🙂

🤝 - полностью согласен

🤔 - согласен частично, поделюсь своим мнением в комментариях

🤨 - не согласен с решением, напишу свое в комментариях

@embeddemy #собеседование #цифровая_обработка_сигнала #AЦП #аналоговая_электроника

В воскресенье будет выходить рубрика новостей из мира электроники и робототехники.

Компания Boston Dynamics Inc. отказалась от старой версии своего робота-гуманоида после 15 лет разработки и представила его новую модель.

"Следующее поколение программы Atlas опирается на десятилетия исследований и укрепляет нашу приверженность созданию самых способных и полезных мобильных роботов, решающих самые сложные задачи в современной индустрии: с Spot, с Stretch, а теперь и с Atlas",- заявила компания.

Компания Boston Dynamics начала разработку гуманоидов еще в 2009 году. К 2016 году компания продемонстрировала, что ее робот может ходить, открывать дверь и сохранять равновесие, когда его толкает человек.

Робототехники продолжали совершенствовать Atlas, уменьшая его форм-фактор, увеличивая количество датчиков, обучая искусственный интеллект и позволяя ему демонстрировать все более впечатляющие способности.

🔥 - хотел бы поучаствовать в проекте

😱 - нам капец, где же мы будем работать

🤯 - терминатор отдыхает

@embeddemy #новости

Новогодняя перезагрузка 🎄🎄🎄

С сожалением обнаружил, что забросил канал в прошлом году и стал рефлексировать, почему же не пошло. Поймал себя на стремлении сделать все идеально из-за страха показаться некомпетентным или водолеем-инфоцыганом. Перфекционизм сжирал уйму времени и сил, а выхлоп в итоге нулевой.

На мой взгляд, не бывает нерешаемых задач, бывают недостижимые критерии выполнения. Раз критерий оформления контента меня блокирует, то разумным будет упростить подход, чтобы двигать дело дальше. Критика же в комментах будет стимулом для роста, хоть и с ущербом для собственного самомнения. Лучше испытать минуту позора сейчас, чем накосячить потом по незнанию.

Идея канала остается прежней - делиться своими мыслями и инсайтами про электронику, карьеру, ведение бизнеса и управление проектами (без применения чата гпт 🤖). Добавлю инсайтов от личных размышлений и интересов. Для меня это полезно тем, что позволит лучше усваивать и запоминать инсайты. Для вас это полезно тем, что позволит узнать новую и полезную информацию. Поехали 🚀

@embeddemy

Вчера искал инфу по инженерной задачке и наткнулся на сайт Орегонского универа. Обнаружил большое количество бесплатных доступных к просмотру лекций по электронике, которые порадовали своей подачей, примерами в LTSpice и квизами.

Годная тема, чтобы бесплатно освежить базу на английском. Да и на собесах подобное спросить могут:
1️⃣ ENGR 201 - Electrical Fundamentals I
2️⃣ ENGR 202 - Electrical Fundamentals II
3️⃣ ENGR 203 - Electrical Fundamentals III
4️⃣ ECE 322 - Electronics I

Помимо электроники увидел там лекции по конструированию, экономике, семинары по AI, биологии, MATLAB, истории и тд.
🎦 Главная страница сайта с каналами

По первому ощущению, это бесплатный аналог coursera. Чтобы точнее сказать про качество, надо погружаться в просмотры. Иногда бесплатный сыр бывает не только в мышеловке.

@embeddemy #онлайн_курсы

Еще один вопрос с собеса, чтобы освежить знания по трансформаторам. В вариантах ответа опечатка про транзистор, должно стоять слово transformer.

Правильный ответ тут один и для меня более очевиден, поэтому сделаю викторину. С удовольствием познакомлюсь с другим мнением в комментариях. Объяснение, как всегда в следующем посте.

@embeddemy #собеседование #аналоговая_электроника #трансформатор #шумы #цифровая_обработка_сигнала

В продолжение предыдущего поста с тестом давайте определимся с решением. Какие ответы правильные мне неизвестно, рекрутер поделился со мной финальными баллами за весь тест. Поделюсь с вами своими размышлениями.

Сперва стоит напомнить теорию:

📊 показатель SNR (signal-to-noise ratio) - это отношение мощности сигнала к мощности шума.
SNR=P_signal / P_noise. Чем выше SNR, тем лучше качество сигнала (меньше шума). Чем ниже SNR, тем больше сигнал "зашумлён".

🧲 магнитная проницаемость (permeability) сердечника μ показывает, насколько хорошо сердечник проводит магнитное поле. Как будто губка с водой. Чем выше μ, тем лучше сердечник "впитывает" магнитный поток. Чем выше μ, тем лучше передача энергии между первичной и вторичной обмотками трансформатора, тем выше КПД и меньше потерь. Если μ низкая, магнитное поле плохо концентрируется в сердечнике и возникают утечки поля в окружающую среду.

🔴 насыщение сердечника - это состояние, при котором магнитная проницаемость резко падает, и трансформатор перестаёт работать эффективно. Магнитная проницаемость фигурирует в формуле B=μ*H. H - это магнитное поле, которое определяется током в обмотке. В - это сила магнитного поля, профессионально говоря магнитная индукция. Чем больше μ проницаемость сердечника, тем более сильное магнитное поле В мы создадим меньшим током Н. Однако есть предел увеличения H, а за ним В, достигнув которого линейность пропадает и трансформатор насыщается. Если не контролировать ток, то сердечник с большей μ достигнет насыщения быстрее. При насыщении сердечник как будто превращается в греющийся кирпич, так как энергия уходит в тепло.

🔥 мнимая магнитная проницаемость (permeability) сердечника μ' - показатель, который показывает, сколько энергии теряется в сердечнике трансформатора, превращаясь в тепло и тепловые потери. Чем больше мнимая проницаемость, тем больше энергии "уходит" в тепло, а трансформатор работает менее эффективно. Полная формула B=(μ - j* μ')*H. Она растет на высоких частотах.

@embeddemy #собеседование #аналоговая_электроника #трансформатор #шумы #цифровая_обработка_сигнала

Когда SNR снижается? Если сигнал растет линейно с шумом, SNR неизменно. Нужно чтобы шум рос быстрее или сильнее.

✖️А. Low real permeability of the core of the transformer and too few windings in your primary coil (низкая фактическая магнитная проницаемость сердечника трансформатора И недостаточное число первичных обмоток)

(+) хоть низкая магнитная проницаемость сердечника и даёт бОльший запас до насыщения, что позволяет закачивать бОльший ток в обмотки без потери линейности, при этом она свидетельствует о бОльшем магнитном сопротивлении сердечника, создавая условия для утечки потока, которая на высоких частотах усиливает паразитные эффекты. Простыми словами при низкой проницаемости поток слабее концентрируется в сердечнике и рассеивается наружу, создавая шумы. И вот на высоких частотах эти паразитные шумы растут быстрее, чем полезный сигнал.
(—) недостаточное число витков первичной обмотки влияет только на линейное преобразование уровня сигнала. Шум масштабируется пропорционально сигналу, поэтому отношение сигнал/шум остаётся неизменным.

Так как в варианте И, то надо чтобы оба фактора совпали. Второй не вписывается, значит весь пункт ✖️.

✖️В. Incorrect ratio of winding numbers from your primary to your secondary coils (неправильное соотношение числа витков между первичной и вторичной обмотками)

(—) соотношение числа витков первичной и вторичной обмоток влияет только на линейное преобразование уровня сигнала. Увеличение или уменьшение сигнала происходит пропорционально, и шумы изменяются в той же пропорции. Таким образом, сохраняется линейность, и отношение сигнал/шум остаётся неизменным.

✖️С. Low saturation and increasing imaginary permeability of the magnetic core of the transformer (низкое насыщение И увеличивающаяся мнимая проницаемость магнитного сердечника трансформатора)

(+/-) низкий уровень насыщения означает низкое значение того самого порогового значения B, при котором магнитная проницаемость резко падает. B=μ*H. При одинаковом μ, мы получаем B ниже, чем ожидали. Поэтому если изначально мы рассчитывали, что сможем на высоких токах работать, не достигая порога В, то в реальности порог оказывается ниже. В зоне насыщения линейность пропадает. Но, елки-палки, не понятно, достигаем ли мы насыщения и насколько большие у нас токи. Напрямую на появление шумов этот параметр не указывает, но сообщает о риске.
(+/-) В базе своей увеличение мнимой проницаемости тоже усиливает паразитные эффекты, в основном шумы от тепловых потерь, что уменьшает полезный сигнал за счёт рассеивания энергии. Однако на высокой частоте мнимая проницаемость способна достигать величины, которая будет снижать реальную магнитную проницаемость. Про сниженную проницаемость описано в пункте А. Однако тут тоже не понятно, насколько высоки были частоты.

В итоге вроде оба пункта подходят, но без точных значений мы можем только делать допущения. Тут скорее про риски, чем про гарантии снижения SNR. Если бы не пункт D ниже, то выбрал бы С.

✔️ D. Transformer core topology creates flux leakage and/or has a low real permeability (топология сердечника трансформатора создает утечку магнитного потока И/ИЛИ имеет низкую реальную магнитную проницаемость)

(+) Утечка — это поток, проходящий не через сердечник, а через конструктивные элементы или воздух. Утечка магнитного потока не требует дополнительных условий "если", она происходит всегда, если топология сердечника не оптимальна. При утечке доля "полезного" потока уменьшается, несмотря на общий рост потока. Утекший поток создаёт внешние магнитные поля, которые усиливают паразитные эффекты: вихревые токи (зависят от частоты как f^2), скин-эффект как sqrt(f). В итоге получаем, что на высоких частотах шумы растут быстро, а полезный сигнал растет с запозданием, что говорит о снижении SNR.
(+) Про низкую проницаемость описано выше в варианте A.

И вот этот пункт мне понравился, так как тут речь идет о проблемах, которые напрямую затрагивают первопричины деградации SNR, без обиняков и "если".

@embeddemy #собеседование #аналоговая_электроника #трансформатор #шумы #цифровая_обработка_сигнала

Хочешь быть продуктивным? Научись себя баловать

Интересный факт из нейробиологии. Важно поощрять себя после завершения сложных задач. Когда мы себя награждаем, в мозге выделяется дофамин, который играет ключевую роль в системе вознаграждения мозга. Это формирует положительное подкрепление, повышает мотивацию и стимулирует продолжать выполнять подобные задачи в будущем.

Однако если человек систематически не поощряет себя, может произойти обратный эффект — мотивация снижается, а уровень стресса, кортизола, повышается. Hello, depression, my old friend...

Не стоит перебарщивать с поощрениями. Если вознаграждать себя слишком часто, весь эффект исчезнет.

И не обесценивайте свои успехи. Мне лично всегда задача перестает казаться трудной, как только я её завершаю.

Так что не экономьте и не откладывайте удовольствия, если заслужили. Инвестиция вернётся вам с тремя иксами :)

@embeddemy #инсайты #коучинг

🇨🇳🥳 C китайским Новым Годом!

Пополняем копилку фобий, что роботы захватят мир 🤖🤖🤖

А вообще круты китайцы 👍

Жаль, что плат и компонентов теперь не дождешься 2 недели 😢

@embeddemy #новости

🤔 Как не потерять ценное в погоне за лучшим?

FOMO может заставить нас постоянно искать новые возможности, даже когда уже есть хорошие условия. Как понять, стоит ли менять работу или это просто страх упущенных возможностей? Делюсь практическими советами, как трезво оценить свою ситуацию и подготовиться к изменениям без стресса. 💡

[ЧИТАТЬ СТАТЬЮ]

@embeddemy #карьера #инсайты #коучинг

🤔 Чтобы быть эффективным разработчиком печатных плат, надо либо самому шарить за конструирование, либо вести разработку в связке с конструктором. С иным подходом далеко в профессии не уедешь.

Если не учитывать пункты ниже, то трассировка длиною в месяц может рискнуть пойти коту под хвост:
1️⃣ расположение крепежных отверстий
2️⃣ размещение разъемов на плате
3️⃣ прокладка кабелей от разъемов
4️⃣ высота компонентов
5️⃣ температурный диапазон
6️⃣ крепление радиатора, вентилятора, теплоотвода
7️⃣ фиксация герметиком

На днях мой список пополнился новым пунктом - покрытие платы лаком. Обычно я покрываю платы лаком полностью, за исключением разъемов. Однако заказчик решил оставить непокрытой зону шириной 2мм по краю платы. Это немного напрягло, потому что такой большой отступ от края я целенаправленно не делал и часть компонентов могли попасть в эту зону непокрытия 🤌 Проверил плату, все ок, компонентов в зоне 2мм от края нет.

Но потом обратил внимание на технические условия производства и увидел шокирующее TOLERANCE AROUND KEEP OUT AREAS: -0/+1MM, что означает, что есть погрешность работы распылителя лака в 1мм, а значит полный отступ от края нужно брать 3мм, чтобы не рисковать и гарантированно покрыть лаком все компоненты. И вот как раз в 2.5мм от края начиналась грядка компонентов 😫

😡 Пришлось дополнительно два дня корпеть и все отодвигать от края.

🙌 Мораль: всегда заранее уточняй зону покрытия лаком и не ставь компоненты вплотную к границам, где лак может не понадобиться. Если есть возможность — оставляй зазор.

@embeddemy #конструирование #DFM

🔥 Сегодня хочу познакомить вас с универсальным инструментом для тестирования электроники — Analog Discovery (сокращенно AD). Это компактная, размером с ладонь, но мощная палочка-выручалочка инженера.

🔧 Устройство объединяет в себе осциллограф, генератор сигналов, вольтметр, логический анализатор, спектроанализатор, векторник, импедансметр, анализатор протоколов. Также у AD есть открытый SDK, что позволяет создавать автоматизированные QA тесты. И стоимость всего 409$. В России в чип дипе, к сожалению, продается за 1000$.

📝 Недавно столкнулся с задачей по анализу фильтра нижних частот с частотой среза 1 кГц. Не каждый векторный анализатор обрабатывает такую низкую частоту, но AD отлично подошел. Подготовил пошаговую инструкцию по построению АЧХ фильтра на базе AD.

❤️ Пользуйтесь себе во благо!

@embeddemy #отладка_тесты #analog_discovery

Пост посвящается эргономике или почему при разработке устройства нужно заботиться об удобстве использования.
Вдогонку предыдущему посту про механический дизайн. 🔩⚡️

Давным-давно я участвовал в разработке электроники для робота-труболаза в стартапе. Как и в любом стартапе, всё должно быть готово уже вчера. Сроки были сжаты, поэтому конструкторы напичкали модель проводами и платами, а удобство сборки-разборки оставили в стороне. На эргономику просто забили. Когда дошло до сборки — без вазелина с мылом не обошлось🤭. Кабели прокладывались, где было место, разъёмы приклеивались, провода запаивались напрямую. Сборка заняла 7-10 дней и напоминала тетрис. Разборка оказалась невозможна. На выставку мы успели, робот выполнил программу, но ночи были бессонными 😵‍💫

Следующим этапом мы полностью переработали электронику, поставив цель: сборка-разборка за 8 часов. Перешли на модульный подход: каждая часть робота получила отдельный модуль с платами, соединительными проводами и внешними разъёмами для подключения кабелей. Сборка превратилась в процесс установки выносных модулей и подключения заранее подготовленных кабелей. Если что-то не работало, достаточно было открутить пару винтов, отсоединить кабели и заменить/починить модуль. Впоследствии я работал в морской робототехнике, где такие модули-отсеки являются стандартом...мы изобрели велосипед 🚲

Результат: сборка/разборка сократилась до 8 часов. В последний раз я собрал его за 7 часов.

Как эргономику применить к проектированию отдельной платы?
1️⃣ используй распространенные стандартные разъемы с надежной обжимкой
2️⃣ делай один единственный разъем на плате, если разъемов несколько, размещай их по одному краю платы
3️⃣ ориентируй разъемы в одном направлении
4️⃣ разъем для программирования делай как можно больше

5️⃣ побольше тестовых точек
6️⃣ оставляй пространство вокруг разъемов, монтажных отверстий, переключателей и тестовых точек
7️⃣ группируй компоненты по функциональным блокам
8️⃣ маркируй шелкографией все возможное, чтобы не заглядывать в схему
9️⃣ размещай активные компоненты на доступной стороне (top layer), пассивные cнизу (bottom layer)

👨‍💻 спрашивай программиста, как ему будет удобно, чтобы не проклинал тебя
👷‍♀️ спрашивай конструктора, как ему будет удобно, чтобы не проклинал тебя
🤦‍♂️ спрашивай конечного пользователя, как ему будет удобно, чтобы не проклинал тебя

P.S. Отыскал несколько видео и фоток. Прикладываю постом ниже.

@embeddemy #конструирование