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[征文原创]模拟,无处不在2

Yamei 在 2013-1-26 詢問的問題

推而广之

刚参加工作的时候,经常骑自行车,由于有自己动手的习惯,喜欢动手自己维修自行车。记得当时把前轮拆下来修理后,以为自行车没什么大不了的,就随随便便的把前轮装上去。虽然也能骑,却骑得很不舒服。后来拿到维修店请师傅看,才知道,车轮在安装的时候,车轮和主支架有夹角。所以车轮转动后就不平衡了,轮胎会左右晃动。维修店的师傅又把它拆下来,仔仔细细地慢慢调正,前轮的主轴螺丝被一点点一点点地调紧,一边调整还要一边不时地转动轮子,看看轮子转动后的动态平衡状况。之后自行车才有了比较好的使用感觉。

比较类似的,还有自行车的链条。调紧了,骑的时候很费力(传动效率低),链条本身发生金属疲劳的可能性也会增大许多,金属件发生金属疲劳通常就意味着会有裂缝、即将断裂之类的毛病。调松了,发生脱链的概率就大幅度上升。我们把它画成坐标图好理解(见图1.9)。所以可以看出维修店师傅的卖点就在于他能准确把握这个最佳工作点。把车子调整到这个工作点就需要费一些时间,一边调观察车子的各种状态,最终将自行车调节在这个最佳的工作点上。从这个角度看链条和调节前轮主轴的例子,这个和我们调试模拟电路工作点不是如出一辙吗?

 

同样的,在医学上,健康和生死问题也不是非黑即白的,在病与非病之间、生与死之间也不是界限分明的。

首先说说健康与生病之间的关系,很多人认为,一个人没有生病就是健康,不健康就是生病。其实在健康和生病之间还有中间状态,就是所谓的亚健康状态。

图1.10和表1.2为人健康状态描述。

 

  

有些人会突然出现E点的症状,但如果患者仔细观察自己的身体的话,其实至少B点的症状至少会有一些的。这个例子就说明病于非病、健康与非健康之间也和模拟电路一样,是有渐进的过程的。
  


  

生与死的界限同样也是有过渡过程的,曾经就见过一个古稀老人,因为消化道急性炎症,刚开始还能喝点稀饭之类的。因为炎症没有控制住,后来只能喝水,身体也日渐消瘦,靠输液支持着。再往后,因为营养的问题,出现并发症且意识模糊,在最后的40小时左右,说了最后一句话。这个时候医生已经告诉家属,该患者已经彻底没有希望了。最后的几个小时只能嘴唇微动,但可以听见周边人的说话,还会用眼神对别人的话作出反应。在她彻底失去反应之前,手一直是热的。在最后的阶段,你不能说她已经死了,但是她明显也不像是个大活人。从生病到驾鹤归西,整个过程历时2个月。这个例子也说明生与死同样也不是非01的。
  


  

即使所谓的“死亡”真的发生了,比如医生宣布某人脉搏和呼吸都停止了,并且脑死亡也已经发生了。但是很多人不知道的是:其实这个时候身体的很多器官还在运转。《法医学》上的描述是:如果脑死亡发生20分钟之内,很多人体器官还有可供移植的价值、2小时之内肠子还会蠕动、4小时之内人体的某些肌肉对于一些化学刺激还有反应。这个例子同样也说明了,即使是死亡真的不可逆转地发生了,其过程同样也是渐进的,是一个“模拟”的过程。
  


  

经常可以看见一些菜鸟工程师,在画单片机电路板的时候,简单的以为:这是一个纯数字的系统,只要把线路全部连接起来就好了。事实上把线路全部连接起来,确实会有一些电路真的可以安全工作。但是一些稍微复杂的电路,只要碰到以下几种情况之一,就可能就会出问题:
  

l         工作频率很高的数字电路,比如高速CPU系统。
  

l         大功率的系统,比如开关电源
  

l         电源上叠加了比较大的纹波
  

l         信号线比较长
  

l         工作电压比较低,比如1.8V的系统
  

l         微弱信号放大电路,比如硬盘的磁头信号放大器、光盘的激光头信号放大器。
所以,我的设计习惯是:无论什么电路,都把它看作模拟电路去设计。认真对待每一个铜箔的接线、认真计算每一个接口的阻抗和电平。出现异常的时候,用示波器仔细分析波形是否变形。只有这样,数字电路才能有足够的稳定性。

結果