¿Cuáles son algunos atajos geniales en diseño de ingeniería?

Answer 1

Uno de los ejemplos más frecuentes que uso que se enseña en el diseño de ingeniería eléctrica es el límite de ruido Johnson-Nyquist.

Si bien hay varias fuentes diferentes de ruido, en la mayoría de los sistemas de banda limitada, la mayor fuente de ruido es el ruido térmico. Los movimientos estadísticos de los electrones se describen mediante una mecánica estadística realmente divertida * .

* divertido que significa largo y aburrido y demasiado complicado para ser útil en el diseño de esta naturaleza.

Los movimientos estadísticos terminan dándote la curva de radiación del cuerpo negro, que es aún más divertida *.

Sin embargo, si asume que su sistema tiene un ancho de banda relativamente estrecho (en realidad es una muy buena aproximación incluso si su ancho de banda es enorme para los estándares del sistema de cualquier persona), entonces todo se reduce a algo muy simple:

Potencia de ruido = kTBR,
donde k es la constante de Boltzmann, T es la temperatura, B es el ancho de banda y R es la impedancia del sistema.

Algunos otros atajos electrónicos geniales:

En el diseño de amplificadores de fuente común / emisor común (utilizados con mucha frecuencia para ganancia de alto voltaje), la ganancia de una sola etapa es aproximadamente igual a la relación de la resistencia de extracción colector / drenaje a la resistencia de emisor / fuente. No es 100% preciso, pero está lo suficientemente cerca.

La impedancia de entrada de un amplificador operacional conectado por realimentación es infinita, y la impedancia de salida es cero. Además, la ganancia de bucle abierto (sin realimentación) de un amplificador operacional es infinita. Ninguno de estos supuestos es cierto, pero son lo suficientemente cercanos para la mayoría de los propósitos y son muchísimo más rápidos que tratar con los valores verdaderos.

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