硬件三人行，專注于工程師在線教育。以模擬電路課程和PCB實(shí)戰(zhàn)課程為主，以基于stm32的算法課程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)課程為輔。滿足5年以下工作經(jīng)驗(yàn)的硬件工程師技術(shù)提升需求，適應(yīng)汽車電子，工業(yè)控制，儀器儀表，小家電，智能硬件等其他嵌入式設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展。

***告誡我們：學(xué)習(xí)的敵人是自己的滿足，要認(rèn)真學(xué)習(xí)一點(diǎn)東西，必須從不自滿開(kāi)始！

上回書咱們說(shuō)道，山東好漢武二郎~~~不對(duì)，是激光測(cè)距關(guān)于APD反向高壓的研究。其實(shí)當(dāng)時(shí)只要再認(rèn)真一些，會(huì)少走很多彎路。

你想象下這個(gè)場(chǎng)景，在3.3V供電單片機(jī)系統(tǒng)里生成一段（大概5秒左右）110V左右的高壓，用示波器測(cè)量這段高壓，縱軸達(dá)到10V檔，然后在這段高壓里混入峰峰值3V左右的正弦，你能第一時(shí)間觀察的到嗎？反正我第一時(shí)間到第六時(shí)間都沒(méi)看出來(lái)。當(dāng)時(shí)在示波器上看到在高壓上有一點(diǎn)雜波，那時(shí)僅僅認(rèn)為是干擾，就不認(rèn)真的沒(méi)當(dāng)回事兒，也就是這點(diǎn)不認(rèn)真，付出了兩周多的代價(jià)。

1電容能干很多事兒

電容的本質(zhì)，是兩側(cè)之間電荷交互的結(jié)果。我們平時(shí)用到電容，或放在靠近電源側(cè)發(fā)揮濾波作用，這時(shí)候它就像一個(gè)蓄水池，旱澇保收；還有更廣泛的用到運(yùn)放中，利用其容抗（Xc＝1／(2πfC)）進(jìn)行放大和濾波。容抗不同于阻抗，它會(huì)隨著不同頻率的輸入表現(xiàn)出數(shù)值大小不同的容抗，這也是低通、帶通或者高通濾波的本質(zhì)。之前生產(chǎn)就遇到一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，在已經(jīng)做好的電路中，希望三極管的發(fā)射級(jí)輸出能比基級(jí)輸入有幾十個(gè)毫秒的延時(shí)，我就說(shuō)只要在基級(jí)對(duì)地并一個(gè)電容就可以了，容值大小不同導(dǎo)致延時(shí)長(zhǎng)短不同，這也算電容的一個(gè)應(yīng)用了。但是現(xiàn)在我要說(shuō)電容的另一個(gè)作用：耦合。

咱們看看下面這個(gè)電路，APD接反向高壓VA，只要有光子輸入，APD陽(yáng)極會(huì)有一定的輸出。當(dāng)時(shí)抄板也看到了這個(gè)電容C，但是沒(méi)有認(rèn)真的分析它的作用。一直到研究O點(diǎn)波形時(shí)，發(fā)現(xiàn)了在高壓側(cè)混入了一段正弦，而且頻率也跟混頻所要求的參數(shù)一致，那時(shí)就像陶淵明到了桃花源時(shí)一樣--豁然開(kāi)朗。VB作為低壓，不能直接混到APD的陰極，需要靠這個(gè)電容來(lái)“隔直”和“耦合”。隔直是因?yàn)殡娙輰?duì)直流容抗無(wú)窮大（為什么無(wú)窮大參看容抗公式），容抗無(wú)窮大相當(dāng)于是一個(gè)“斷點(diǎn)”；耦合是因?yàn)殡娙菘梢酝ㄟ^(guò)一定頻率的信號(hào)。這樣，光子作用于APD的輸出和VB這兩個(gè)信號(hào)在APD上形成了混頻。搞明白了這個(gè)混頻，激光測(cè)距最基本的實(shí)現(xiàn)方式已經(jīng)慢慢展現(xiàn)出來(lái)了，也讓我們找到了激光測(cè)距種的關(guān)鍵突破口；而這個(gè)混頻的關(guān)鍵，就是對(duì)電容所起作用的認(rèn)識(shí)。

APD反正高壓的電容耦合電路

2愛(ài)因斯坦的偉大之一：波粒二象性

愛(ài)因斯坦最偉大的地方，在于他提出了很多理論或設(shè)想，在當(dāng)時(shí)都沒(méi)幾個(gè)人能明白或想到，但是許多年以后隨著科技的發(fā)展才證明了其正確性，遠(yuǎn)一點(diǎn)的波粒二象性，還有最近才被捕捉到的引力波，無(wú)一不是這樣。為了滿足所發(fā)文章“千字左右”的要求，我來(lái)說(shuō)一下這個(gè)波粒二象性吧。

簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，光具有粒子性，你可以把它看做是許多單個(gè)“光子”組成的；它還有“波”的所有性質(zhì)，這些許多的單個(gè)光子整體表現(xiàn)出來(lái)的就是波。APD的應(yīng)用就是波粒二象性的最佳說(shuō)明，APD在加反向高壓的條件下，接收一個(gè)“光子”會(huì)有一定信號(hào)輸出；接收許多的光子后呈一定波形輸出。而輸出的波形和“光”之間有很強(qiáng)的相關(guān)性，簡(jiǎn)而言之就是輸入一段一定頻率的光波，結(jié)果是輸出這個(gè)頻率的一段正弦波，完成光子到電子的轉(zhuǎn)換，這也是“光電二極管”的由來(lái)。

最后強(qiáng)調(diào)一下，激光測(cè)距之所以有難度，是因?yàn)樗撕芏嗷A(chǔ)物理性質(zhì)，以及在這些性質(zhì)之上原理、算法和運(yùn)放的使用，環(huán)環(huán)相扣，只要其中一環(huán)不知所以，就不可能把激光測(cè)距的全流程搞明白。所以希望大家好好聽(tīng)一下視頻課程，也不枉灑家從做開(kāi)發(fā)到做課件所付出的努力；當(dāng)然，也不枉你的聽(tīng)課費(fèi)。

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