Mathématiques avancées dans l'électronique quotidienne? [fermé]

J'ai donc regardé les cours du MIT 6.002x et ils sont vraiment intéressants, j'ai l'impression d'avoir une bonne compréhension des circuits et des bases (j'ai obtenu un diplôme CS ... mais EE me plaît aussi).

Quoi qu'il en soit, j'ai remarqué ... probablement comme beaucoup de gens que beaucoup de mathématiques avancées ne sont pas vraiment utilisées au travail. Ça arrive ... mieux vaut le savoir que pas je suppose. Mais en laissant de côté le traitement du signal et les sous-domaines électroniques "intenses" / mathématiques lourds ... combien de mathématiques avancées vous sentez-vous utiliser au travail?

Je suppose que quelqu'un qui a fait de la conception de circuits, de la programmation de microcontrôleurs et de combien de mathématiques pourraient-ils vraiment se lancer.

Et deuxième question: Y a-t-il un livre qui va dans les mathématiques avancées qui est nécessaire pour cela? ou est-ce que "la plupart" des livres électroniques ont déjà à peu près ce qui est nécessaire.

Le truc commun ordinaire est principalement l'algèbre de base, comme la loi d'Ohm, le calcul de la fréquence, de la résistance et de la capacité des deux autres, etc. La compétence importante ici n'est pas tant les mathématiques que la compréhension intuitive de la physique derrière ce que vous faites. Si vous pouvez regarder un schéma et ressentir les tensions et les courants qui poussent et comment chacune des parties réagit à celles-ci, vous pouvez à peu près dériver les équations dont vous avez besoin pour quantifier les choses.

Je trouve également que la physique de base est très utile aux EE, au moins le type d'EE que je fais, qui conçoit de petits systèmes embarqués. Mon travail ne s'arrête jamais au circuit ou au firmware. Pour bien faire le travail, qui consiste à résoudre le problème non seulement à faire fonctionner le circuit, vous devez avoir une bonne compréhension de tout ce que le circuit contrôle ou mesure. Cela nécessite une bonne compréhension du système et de la physique qui le sous-tend.

Trop souvent, vous trouvez que les personnes qui connaissent le système et qui ont écrit les exigences de ce que votre contrôleur est censé faire n'ont pas vraiment une bonne compréhension de ce qui est raisonnablement possible. Ils réfléchissent à un moyen de résoudre le problème, puis spécifient un circuit pour le faire. En d'autres termes, ils connaissent leur monde, mais ne connaissent pas très bien le vôtre. C'est très utile si vous pouvez être le seul à atteindre (car ils ne peuvent pas ou ne veulent pas), regarder la situation dans son ensemble et proposer une meilleure méthode pour résoudre le problème global. Cependant, vous ne pouvez le faire que si vous avez une bonne compréhension du système, ce qui nécessite généralement de bonnes compétences physiques de base de votre part.

Cela soulève une autre compétence importante d'être un bon ingénieur, ce qui est étonnamment rare. Prenez toujours le temps de comprendre le plus grand système dans lequel votre petit design s'intègre, puis regardez la vue d'ensemble. Je trouve que les gens sont généralement plus qu'heureux de parler du fonctionnement de leur partie du système, alors allez-y et apprenez-le. Ensuite, regardez l'image globale et voyez si ce que l'on vous a demandé de faire est toujours logique ou uniquement du point de vue du type avec lequel votre gizmo s'interface et ce type ne regardait que son problème isolé. Vous pensez peut-être que c'est une évidence, mais vous seriez alors surpris de la fréquence à laquelle cela se produit, en particulier dans les grandes entreprises. Le type de personnes qui aiment avoir une vision étroite et travailler uniquement sur leur petit problème ont tendance à se tourner vers les grandes entreprises. Il y a de la place pour des gens comme ça dans un grand projet, en avoir quelques-uns au bon endroit est en fait utile, mais il faut un ingénieur en chef qualifié pour utiliser correctement ces personnes et toutes les personnes. Cette dernière partie est très rare de nos jours, et vous trouverez souvent Joe Blinders en charge de choses qu'il ne devrait pas être. Même si Joe essaie de regarder un peu, il ne sait souvent pas ce que l'électronique peut et ne peut pas faire facilement. Le pire, c'est quand il s'imagine être un EE mais ne sait pas vraiment ce qu'il fait.

En ce qui concerne les mathématiques plus avancées que l'algèbre commune, apprenez certainement à penser dans l'espace des fréquences. J'ai fait des calculs détaillés de fréquence vers / depuis le domaine temporel à plusieurs reprises, mais le concept est souvent utile. Chaque EE doit pouvoir visualiser les implications en fréquence d'un signal dans le domaine temporel et vice versa. Ici, je ne parle pas de s'asseoir et de résoudre des transformées de Fourier, mais d'en avoir un bon sens intuitif. Pour moi, cela venait de faire les mathématiques détaillées au collège. Je n'ai fait ce calcul que rarement depuis, mais la compréhension derrière cela est utile tous les jours.

Je trouve que j'utilise principalement de l'algèbre simple au quotidien. Calcul de la consommation d'énergie, des courants, des valeurs des résistances et des problèmes thermiques. Pour la conception de circuits pratiques au quotidien comme vous en parlez, il s'agit plus de résolution de problèmes créative que de mathématiques. Je prendrais un gars qui était un bon débogueur plutôt qu'un bon mathématicien tous les jours;)

Cela étant dit, il y a des jours où cela est utile, on pourrait vous demander de concevoir un système qui nécessite des mathématiques de niveau supérieur pour comprendre. Il s'agit généralement d'un problème de contrôle, de communication ou de traitement du signal (pour moi en tout cas). Je peux penser à un exemple où je concevais une sortie audio PWM mais ça sonnait "craquant". Ce n'est que lorsque j'ai lu des articles et utilisé du matlab pour faire une somme de sincs que j'ai pu nettoyer le son.

Il y a certainement beaucoup de mathématiques avancées derrière les outils que nous utilisons, tels que les solveurs de champ EM pour des choses comme l'analyse d'intégrité du signal, les épices et autres modélisations.

J'ai des amis qui travaillent sur des ASIC qui prennent des algorithmes des "maths" et les mettent sous forme d'ASIC, il y a pas mal de mathématiques impliquées là-dedans.

Vous trouverez probablement plus de mathématiques de type physique dans le secteur de la robotique avancée, mais encore une fois, il s'agit davantage de systèmes de contrôle.

Je suis sûr qu'il y a beaucoup d'autres endroits auxquels je n'ai pas pensé, mais en général, je trouve que chaque jour, il n'y a pas tellement de mathématiques. Quand il y en a, je peux généralement me tourner vers l'un des nombreux ouvrages de référence pour trouver l'équation dont j'ai besoin.

Je fais la conception de circuits, la programmation de microcontrôleurs et la conception d'électronique de puissance de 1-1000 kW. J'ai parfois fait une algèbre assez complexe pour dériver des équations de gain du système de conversion. Algèbre de base pour implémenter des routines d'étalonnage pour les valeurs A / N. Le calcul était nécessaire pour calculer le courant moyen à travers un redresseur commandé en phase tout en chargeant un condensateur. La décharge à puissance constante d'un condensateur non idéal était une grosse équation différentielle non linéaire. Essayer d'analyser la sonnerie dans une alimentation à découpage était quatre grosses moches. (J'y travaille toujours.) Et l'estimation des pertes dans un convertisseur à découpage haute fréquence impliquait quelques intégrales simples.

C'est probablement la majeure partie de ce que j'ai fait en cinq ans, et je suppose que je fais plus de calcul que la plupart. 98% de ce que je fais ne nécessite pas de mathématiques complexes. Les 2% restants, je suis probablement le mieux équipé de l'entreprise à gérer, c'est donc une compétence qui en vaut la peine. Le plus important n'est probablement pas les détails obscurs sur la façon de résoudre tous les types d'équations possibles. Vous pouvez rechercher ce genre de choses. Ce qui est plus important, c'est de comprendre les concepts fondamentaux de tout cela. Qu'est-ce qu'une intégrale? Comment en utiliser un? Comment, en général, est-on mis en place? Et de quelles ressources ai-je ou ai-je besoin pour l'évaluer une fois qu'il est configuré?

De plus, avoir cette compréhension vous donne l'assurance que vous pouvez calculer les choses et que l'univers a vraiment du sens. Personnellement, je trouve ce genre de confiance très utile, parfois plus que les résultats réels des équations.

Je ne sais pas ce que l'on entend par mathématiques avancées dans le contexte. Mais quotidiennement, j'utilise les PDE, le calcul (y compris les intégrales de ligne) et lors de la préparation d'articles pour la publication, il peut y avoir de très gros efforts, et parfois en utilisant les mathématiques pour développer de nouvelles analyses / modèles de systèmes. Mais au jour le jour, j'utiliserai l'ingénierie mécanique (flexion des faisceaux), le flux de chaleur, la modélisation des semi-conducteurs, la mécanique quantique, l'optique, la théorie des transistors, la théorie des circuits, etc., donc un véritable sac à main de différents domaines qui sont étonnamment similaires. J'ai tendance à être plus orienté vers la recherche maintenant et je suis amené à résoudre des problèmes critiques dans les problèmes de production de première ligne.

La plupart des mathématiques avancées ont été prises en charge par les scientifiques et les ingénieurs qui ont développé les pièces que nous avons assemblées, de sorte que les mathématiques avancées ne sont pas nécessaires de notre part dans de nombreux cas. Nous faisons strictement le côté ingénierie des choses où les mathématiques avancées ne sont pas toujours nécessaires car elles s'en sont déjà occupées et nous ont fourni les données nécessaires pour interfacer toutes les pièces.

Si l'on voulait rester impliqué dans les mathématiques avancées, vous êtes plus susceptible de l'utiliser dans la conception de transistors et de circuits intégrés que de souder ces pièces ensemble pour créer un circuit.