要想干科研,不能想当然!

  作者:马步 时间:2019-10-23来源:电子产品世界

多年以后,每当因“想当然”栽跟头时,我总会想起小学数学老师和她那甜美的容颜......

01

还记得那时年少,年龄刚刚从个位数爬到二位数并将长期停留在二位数的我,代表学校在市里的数学竞赛中抱回来个一等奖。数学老师心情大好,在班里提前向我公布了这个好消息,并饶有兴致地跟我们讲起了大名鼎鼎的“1+1=2”的问题。

只见她伸出芊芊素手,竖起一根颤抖的手指,并把殷切的目光落到我那稚气未脱的脸上。心思敏捷的我迅速开动大脑,却猜不出这一根手指的含义。正错愕时,只见她又竖起第二根手指来。

不知怎地,我的脑海里忽然浮现出菩提老祖敲了孙悟空三个栗凿的画面,之后便是进入密室面授大法了。我正带着三分期待、七分紧张的心情等着她弯起手指,屈尊到我面前敲我头顶三下时,她却丹唇微启,抹出一丝笑意,徐徐地说出一个我牢记了终生的“数学公案”来。

你可知,1+1=2是数学的根基的吗?她没有敲我栗凿,却突然向我发问了。

我顿然觉得有些失落,却又有些不知所措。她那热切的目光着实让人心慌,于是我只好垂下眼睛,露出迷茫的神情来,在心中不断盘算着,踌躇着。

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但是她没有给我留太多思考的时间,便兀自讲了下去。

“你看,如果1+1=2这个公理不成立,那所有的数学定理都不成立了。如果1+1不等于2,就不会有1+2=3,1+3=4......所以这个1+1=2的问题特别关键,当然也特别难证明。咱们国家的天才数学大师陈景润证明了1+2=3,距离证明1+1=2只有一步之遥,但是就是证明不了!”

哦哦,原来如此,我有些发蒙,同时又感觉实在有些玄妙。或许,1+1不一定等于2的吧,要不然怎么解释一男一女在一块最后变成了三口人呢?

后来,一男一女变三口人的问题一直伴随着我迷惘而又躁动的青春时代,1+1=2的数学基石证明也始终在我的求学之路上若隐若现,随之一同出现的,还有数学老师那甜美的容颜。

上了大学后的一天,我在一个二手书摊上看到一个讲述中国数学趣史的小册子,里面讲到潘承洞和陈景润对哥德巴赫猜想的证明,直到那一刻我才知道:

所谓的1+1=2,原来是指“任何一个大于2的偶数都可以表示成两个质数之和”。

而陈景润证明的1+2=3实际上是证明了“大偶数可以表示为1个质数和不超过2个质数乘积之和的形式”。

疑惑立时烟消云散,困惑了我多年之久的1+1=2,原来是哥德巴赫猜想啊!

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后来我曾打听过小学数学老师的现状,不明所以的老同学告诉我,老师评上了高级教师,仍然奋战在对小朋友启蒙的教育战线上。我想,老师肯定已经看过了《人民教师的自我修养》,早就不那么想当然了吧!

02

大哥不说二哥,其实在刚刚研究生毕业的头几年,我也有过比较低级的“想当然”,事后想来颇为汗颜。

还记得,当时领导让做一个小批量的产品,当时的我软件硬件一把抓,水平嘛当然是...

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这个产品上面有9v电路、5v电路和3.3v电路,在使用时外接一个220-9v的电源适配器直接给出一个9v的供电,设计电路时,按照一般的设计思路,从9v到5v的这个电压转换我用了一个LDO,再从5v到3.3v时,我就“投机取巧”了一番。

当时的我是这样想的,3.3v电路的耗电量非常小,1mA的耗电量就相当于一个3.3k的电阻,我可以在5v电压那里用一个电阻分压搞出一个3.3v的电压来,为了保证电压的稳定,分压电阻可以用欧姆或10欧姆级别,比如用一个10欧姆和一个20欧姆的电阻,便可以分出一个和3.3v接近的电压来。而且,3.3k欧姆和20欧姆并联的结果基本上还是20欧姆,不会破坏所分出电压的稳定。

想出这个方案后,我着实佩服了自己一番,反正我这里的3.3v电路功耗就这么大,这种分压设计方式算是“量身定制”, 足足省了一个LDO呢!

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当时公司比较宽松,做板子前也没有什么审核,于是我就这么稀里糊涂地做板了。但是,等到板子做回来后焊接时,我就开始意识到不对劲了。

找元件焊板子时,我惊讶地发现,我司的10欧姆电阻和20欧姆电阻只有1206封装的,而我电路上给分压电阻用的封装是0805。

怎么这样呢,我带着疑惑问了一位资深硬件工程师——白羊君,头发半白的白羊君摸着自己那没有胡子的下巴对我说:

咱这里用到这么小阻值电阻的地方不多,小阻值电阻的耗电功率一般比较大,封装越大代表功率越大,你看看自己需要多大的功率再说。

被白羊君点醒的我马上惊出了一身冷汗,不算不要紧,一算吓一跳,20欧姆上面承受3.3v电压,功率居然高达(3.3*3.3)/ 20=0.5445瓦!

0805封装对应的是1/8瓦,1206封装对应的是1/4瓦,都不足以应对我这里的功率需求。而且,且不说封装不支持,就算用封装形式用最大功率为1瓦的2512,这里两个分压电阻消耗的功率快到一瓦了,这个功耗如何得了。

我这人认错就改,而且不怕出糗,于是乎我带着半分认错半分学习的态度向白羊君说了我那个用分压方式作出一个定制的3.3v电源的“方案”。

白羊君倒是随和,等他确认了我确实没有开玩笑之后,就带着惯有的盈盈笑意,摸着光秃秃的下巴对我说:“思路倒是很清奇,就是有些过于想当然了。再说了,你以为电源这么好做呀,咱们公司之前就做过电源的......”

白羊君跟我追忆往昔了一番,便一个漂亮的转身,潇洒地离开了。

半天后,公司里便传遍了我用两个分压电阻做电源的“光辉事迹”。

03

前事不忘后事之师,但是,前辈的惨痛经验,依然挡不住菜鸟们在“想当然”这条道路上渐行渐远。

有一段时间,小张和我一块做一个无线钥匙认证模块,这上面有一些无线电路,用于钥匙和认证模块的交互。

我司做产品一向是“拿来主义”,这次也不例外。我们从市面上找了一个成熟的产品,三下五除二把它解剖了一番,抄抄板子就开始做电路了。

等抄的板子做回来之后,我就带着美好的期待做程序了。程序的功能很简单,认证模块通过低频发射电路发起和钥匙的认证,发送一个挑战数,钥匙返回自身ID,根据挑战数计算加密结果并返回,认证模块判断钥匙ID是否有效,并判断加密结果是否通过验证。

作为一名老鸟,这点程序自然不在话下,可是等我敲完代码调试时,美梦便碎了一地。

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根据使用要求,钥匙和认证模块的通信距离需要控制在三公分以内都可以有效认证,参照产品大概能做到四公分,但是我司抄出来的产品只能做到一公分。

这里头,两边的无线交互靠的是一个低频收发电路,通信距离不满足要求,显然是这块电路没有抄对。可是,当我把这个结论反馈给小张时,他便像窦娥似地喊起了冤。

“马步君,我可是完全照着参照产品来的,低频收发电路那部分,我一个个地把电阻、电容、电感拆了下来,在咱的LCR测试仪上测的,当时我可是和白羊君一块测的,绝对错不了!”

听到争论的白羊君带着高深莫测的微笑,摸着肥嘟嘟的下巴踱了过来,给小张打了担保。

我便识时务地噤了声,从头到尾捋了捋自己的代码。可是,代码写得那么漂亮,怎么可能有问题?于是,我又找上了小张。

这回,我学了乖,让小张把参照产品和我们的产品都通上了电,在低频收发电路的通道上架起了示波器,进行对比测试。看到这里,瓜友们可能纳闷了,信号都调制过了,无线电路用示波器能看出嘛来?

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如果只是单方面的看波形,当然很难看出什么来,但是这是对比测试,应该可以观察出两者的区别来。

循着这种朴素的思路,我很快发现了两者的不同。参照产品接天线那个管脚上的电压值能达到40伏,可是我司的产品只能达到二十来伏!

铁证如山,傻了眼的小张也不由得摸起了自己的双下巴,“肿么会这样!”

“你测出了这些电容、电感的值,可是你选对耐压值了吗?”一眼就看出了问题的我无比愉悦地对还没有找着北的小张说。

“哦哦,我用的电容好像是耐压25伏的......”小张僵硬的脸庞开始松动起来,他终于意识到问题所在了:电容和电感的耐压值不够,即便前头的电路把信号推高了,在耐压值不够的电容这里也上不去,通信距离自然不够了。

不过小张也很快把锅甩了出去,“哎,以前用电容只看容值大小,咱这里只有耐压25v的,我就想当然地用了呗,谁能想得到还有耐压不耐压的事。”

看吧,又是一个自以为是的想当然!

后记

“想当然”会传染,不分男女,也不分中青年,一方面是因为思维的偷懒,脑袋不想多转上几圈,另一方面,还是因为狭窄的知识面,没办法换个角度想一想看一看,只能画地自限。

向各位看官分享这几个案例,只是为了给大家提个醒:要想干科研,不能想当然!

关键词: 电路 科研

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