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轉換思考模式 協助簡化棘手難題

作者:RFID世界網小周收錄
來源:電子工程專輯
日期:2008-04-18 15:45:23
摘要:試著把一個難以掌控的問題轉變為一個可被操控的問題,然后再加以解決,而不是直接在棘手問題上鉆研──這是一個工程師面對系統設計挑戰時應銘記在心的好方法。它也許不如封閉解(closed-form solution)來的講究,但它卻能使許多問題迎刃而解。

  過去,我們看到一些嚴謹可靠的替代方桉與歷經多年的超外差式接收器架構互相抗衡。在某些應用中,利用新型IC來建置零中頻(Zero-IF)與直接基頻架構已成為可行的替代方案,且由于晶片上的功能和性能逐漸提升,加上價格和功耗逐步下降,使得新架構的吸引力將會持續增強。

  在我們揮別超外差式架構之前,讓我們回顧一下它長久的輝煌歷史,以及其發明人Major E.H. Armstrong如何在1920年代為一個棘手問題提出一套卓越的工程解決方案。(如果你不了解超外差原理,強烈建議你去了解它,因為過去的85年來,幾乎所有的接收器都以它為基礎。)除此之外,Armstrong還開發了超再生式接收器(超外差的前身),以及FM無線電(一項令人稱奇的發明);盡管這些成果都有著麻煩的專利糾紛,但他的發明依然令人驚歎。

  無論存在雜訊、漂移或其它干擾,接收器都必須能調節與捕捉高頻訊號,并加以擷取和解調。雖然事前都能預先知道輸入的載波頻率,但它仍是一大堆難以捉摸的能量。Armstrong解決問題時採用的是經典但卻常被忽略的手法。他不僅將接收鏈路分成更加容易管理的區塊,以方便採用既有的電路和零件,還將難以解決的問題轉化為容易解決的問題。

  這個技巧后來被用來解決許多工程問題及其他像是數值分析等情況。在進行數值分析時,這個技巧可將難解的方程式巧妙地轉換為可被解出的方程式,在得到解決方桉后,再將其還原為初始形式。當然,該過程必須小心謹慎,否則最終將會得到不相關或不正確的轉換結果。

  超外差架構還有另一個好處:它將先前架構內若干相關變數去耦合。諸如載波頻率、頻寬、增益和解調等參數反而變成了相對獨立的係數,因而較容易去進行最佳化設計和調整。

  試著把一個難以掌控的問題轉變為一個可被操控的問題,然后再加以解決,而不是直接在棘手問題上鑽研──這是一個工程師面對系統設計挑戰時應銘記在心的好方法。它也許不如封閉解(closed-form solution)來的講究,但它卻能使許多問題迎刃而解。