这三种电路指标,将决定你的一生

2019-02-23  本文已影响0人  芯启示

读懂今天的文章,夸张点说,就了解了模数转换器的精髓。

我们知道,要对运动员进行排名,考虑体重,身高和肺活量三种指标。无论按哪一个单独进行评判,都会得到不同的排序结果。而若对指标进行加权求和,就既可以把各要素包括进去,又可以得到唯一的结果。

毕竟,统一的标准本身是不具有争议性的。

模数转换器有三个核心指标:精度(Resolution),带宽(Bandwidth)和功耗(Power)。

同理,为了考察模数转换器的优劣,也逐渐形成两种最广泛应用的标准。Schreier品质因数和Walden品质因数。具体公式比较复杂,此处不列出。虽然它们表面看上去差异很大,却都是对这三种指标的加权运算,突出的核心点不同而已。

可见这三种指标在整个模数转换器中的地位。

既然如此重要,对标我们自身,有哪些共通意义呢?按我的理解,可以用以下简单几句话概括:

精度对应于思维的深度,

带宽决定着眼界的宽度,

功耗代表了成本的把控。


《壹》精度与思维

模数转换器中精度的另一个名字叫“分辨率”。

回忆小时候看电视的时候,仔细观察电视机显示器,总能看到块状的点点。而现在的电视电脑显示器,则感觉清晰了许多。随着科技的发展,分辨率越来越高。

在购买手机电脑时,也会将分辨率作为一个考察的指标。更高的分辨率,对应了更好的体验和更高的价格。

现在通过谷歌百度等地图,可以很方便地查看某一位置的实景。此影像便是通过卫星,从空中拍摄得到,分辨率越高,图像越清晰。

可以看出,“分辨率”越高,相机成的像会更清晰,图像放大后细节更明显,屏幕图片视频等更逼真。总之就是越高越好。

具体到模数转换器,精度也是越高越好。甚至在某些应用中,比如军事器械、信号发生器等,会大大放宽其它指标的要求,而把精度推向极高点。

若没有高精度的纳米级芯片生产设备,指甲盖大小的芯片,容纳上亿甚至十亿数量级晶体管则天方夜谭,手机电脑也不会像如今这样高速便捷。要知道,晶体管时代之前的电子管时代,计算机的体积都是立方米起步。

若没有高精度的电子显微镜,也不会把人类的认识推进到夸克级别,并且仍不断地进行下去。

提高精度对应着提升思维的深度。思维世界的发展,在某种意义上说,就是对惊奇的不断摆脱。深度地思考、提炼、抽象、升华而总结的知识,便是智慧。

在我们初高中等等各种竞赛,以及少年班的选拔中,总是通过各种方式,考察学生的逻辑分析、心态、全局把控等等各种能力。毋庸置疑的是,思维深度是极其重要的一方面。

如看到祟山峻岭,山路蜿蜒,一个老和尚在挑水,山中一片浓郁茂密的森林。有的人眼中是茂密的树木和和尚。而有的人眼中则是山中大概率藏有古庙。这便是曲径通幽的侧向思维,以和尚挑水的新颖角度表现主题。山上有古寺,但古寺却被巧妙地“藏”了起来。

如优秀的家长,会在小孩子做得好的时候,给予恰到好处的夸奖和赞赏,既不让孩子骄傲,又能激发孩子上进。在金融思维中便解释为激励,恰当的激励系统才是一个人不竭的动力源泉。

再如每当苹果华为等手机新产品发布的时候,好多人都会第一时间看有哪些新的功能更新,然后考虑是否更换手机。一般情况下,新产品的使用体验相比会更佳。原因是每次厂家都会针对原产品的不足,进行优化升级。

从功能机到智能手机,从传统思维到互联网思维,从飞鸽传书到万物都要互联,我们不仅仅要看到飞速发展的表象,更要看到迭代的速度,科技的力量。

参禅之初,看山是山,看水是水;禅有悟时,看山不是山,看水不是水;禅中彻悟,看山仍然山,看水仍然是水。

我们很难达到这样的境界,但是,在看到山的时候,能够飞扬思绪,引发多方遐想与思索,得到一些启迪或感悟,也便不再是原来的自己。而这又何尝不是迭代。


《贰》带宽与眼界

模数转换器中,带宽代表了可以处理的信号频率范围的能力。带宽越大,能力越强。

拿二维平面做对比,它分为横轴和纵轴,与横轴平行的一条直线,在纵轴上只是一个点。研究点比研究线就简化了好多。三体中三维压缩为二维的打击,也是同样的道理。

信号也跟二维平面一样,分时域和频域。时域一个无限长的正弦波,在频域是什么呢?一条线!

在初高中数学中,经常用的转化的思想,也是同样的道理。

就好比同一个事物,在一个角度看特别复杂,难以考究,换个角度试试,很有可能会柳暗花明。

人常说,读万卷书,不如行万里路。我的理解是,只要我们与客观世界进行沟通,就会在认知层进行映射。

而读书的得到的体验,相对亲临其境切身感触,程度是不一样的。换句话来说,前者只是眼睛看,而后者是望闻问听感受等立体化接触。

每次看,每次倾听,每次感受,假设都能在认知层增加一个环路。那么环路越多,我们的认知越多,阅历越丰富,眼界也就越开阔。

带宽决定了眼界的宽度。带宽越宽,处理信号的能力越强。同理,我们见识越广,阅历越丰富,眼界越宽,受用的经验知识越多,便少了很多惊讶,能跟不同类型的人深层次沟通,为人做事切入点更多,人也愈加成熟。


《叁》功耗与成本

电路中最大的消耗便是功耗,也就是电量的消耗。它是三个指标里面唯一越小越好的。

举一个身边的例子。现在的智能手机一般是一天一充电。若能极大降低功耗,或者显著提升电池的储电量,充一次用一月,便极大省去了诸多的麻烦事。短期旅游不用带充电器,充电宝也会大概率派不上用场。这便是把控功耗的重要性。

再如生物医疗中的心脏起搏器芯片,两个具有同样的性能,可能一个能在体内工作十年,一个能工作两年。这就表示着同样时间内后者要更换更多的次数,而更换则大概率要开刀做手术。

功耗代表了成本的把控。微观经济学中的三种成本:沉没成本,边际成本,机会成本。对我们的人生具有重要的指导意义。沉没成本指示我们对过去已经付出的,对未来不产生积极作用的,不要过于执念,要勇敢的断舍离,防止越陷越深。边际成本则突出增量的重要性。如在预期公司的未来时,有些时候绝对成长速度不重要,加速度才重要。机会成本强调面临选择时,要用长期的战略思维,选择最有前景和适合自己的。毕竟,有些可能的失去我们不可承受。


《肆》折中

三种指标中,精度和带宽都是越高越好,功耗越低越好。有人说了,那设计一个高精度高带宽低功耗的模数转换器,岂不是一劳永逸了。想法好,但目前是不可能实现的,这也是就解释了此方向研究的必要性。

在特定的要求下,进行折中考虑,提升某一指标,同时保持其它指标在可接受范围内,是广泛而必要的策略。

比如在数字音频或传感器接口领域,需要高精度,则可以适当放松带宽和功耗的要求。

在生物医疗领域,低功耗是核心要求。精度和带宽也可以适当放松。

在即将到来的5G通讯中,对带宽要求极高,为了得到高带宽,精度和功耗也可以适当放低。

小时候的我们,感觉这个世界分为对与错,黑与白,好人与坏人,基本上二元对立的情况居多。

而之后慢慢发现,真相却是另外一个样子。对错没有绝对的界限,黑白之间也有无数的灰度,人生中也有诸多这样的时刻,在两个差的选择中取一个不太差的。

如权力的游戏中小恶魔提利昂在帮助龙母平定叛乱时,面对龙母不在,自己被围攻的情况,主动邀请敌人谈判,并给出七年的约定,化解当下危机。

又如改革开放总设计师邓公,面对岛屿争议棘手问题,为了突出发展的要务,创造性提出“搁置争议,共同开发”策略。

在特定的背景下,为了目标,权衡各因素,得到合适的应对法,虽不得已,好多时候却是上上策。

这何尝不是人生意义的“折中”思想。

最后用一句鸡汤作为本文的结束语:

世界上只有一种真正的英雄主义,就是在认清生活的真相后,依然热爱生活。

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