8 为什么汽车电池仍然如此沉重？ 早在我还是个孩子的时候，汽车电池就曾经是巨大的重块塑料，里面充满了铅和酸。他们以前的重量几乎和手机一样大（抱歉，这里有些夸张）。 45年后，汽车电池看起来仍然相同，重量也相同。 那么，在当今这个注重燃油经济性的现代时代，为什么电池仍然重40磅？为什么技术的进步不能使它们更轻，更高效？ 42 batteries automotive efficiency
6 为什么我们不到处使用GaN晶体管？ 围绕GaN晶体管进行了大量研究，证明它们具有非常低的导通电阻，低栅极电荷，并且在高温下非常有效。 那么，为什么我们仍然主要生产Si晶体管？即使GaN晶体管的生产成本更高，也一定要补偿它是否用于IC？ 36 transistors efficiency
2 如果我们可以利用当今的技术从零开始建立电网，那将是最有效的选择？交流还是直流？ 最近，我一直在阅读高压直流输电系统在长距离输电，海底链路等方面的许多优势。之所以选择交流电而不是直流电的历史原因，主要是由于变压器的发明，它使交流电压的操作变得容易，从而实现了长距离高压传输。 但是，在水银阀，晶闸管，IGBT和所有这些使直流传输变得可行的组件发明之后，我一直在想，如果我们拥有纯直流网络，那么我们可以摆脱所有在直流中找到的交流/直流整流器。我们的电子电器。这样可以大大提高能源效率，并节省大量资金。 如果我们有机会重新开始，可基于直流输电系统是更好的1个选择，或将交流仍然会在上面？ 1：更好意味着更节能。 32 mains efficiency transmission-line power-engineering ac-dc
5 Banksy如何使RF接收器运行12年？[关闭] 已关闭。这个问题是基于观点的。它当前不接受答案。 想改善这个问题吗？更新问题，以便通过编辑此帖子以事实和引用的形式回答。 去年关闭。 我说的是班克斯（Banksy）在拍卖会上撕碎的“气球女孩”画。 我认为普遍的共识是他没有这样做，并且是在拍卖之前（或者几年前，而不是12年之前）成立的。但是可以说他做到了，他怎么能让它保持这么久的力量呢？什么样的射频接收器以如此低的功率运行？哪些电池可以承受12年的低负载但恒定负载寿命？ 24 batteries rf low-power efficiency
3 LED如何被认为是高效的？ 我一直发现包含LED的电路很难理解，请耐心等待。我知道大多数人都觉得这很容易，但是我对他们感到困惑，因此我的某些假设可能不正确，如果是这种情况，请纠正我。 因此，问题就来了：既然LED毕竟是二极管，它们本质上是充当具有正向电压的导体，对吗？这就是为什么我们需要一个下拉电阻来调节流经电路的电流的原因。 例如，假设我们有一个Vf为2 V，工作电流为20 mA的LED。（我认为这些数字是合理的吗？如果不是，请再次告诉我。）我们的电源为恒定4V。这意味着我们需要电阻在2 V电压下汲取20 mA电流，因此它将是一个100Ω电阻，流经40 mW。那是很小的用电量，但是所提供的一半功率是通过热量浪费的。因此，在这种情况下，最佳案例效率不是50％吗？我会想到，就直流电源而言，这实际上不是很有效。 因此，当人们提到LED的高效率时，他们是在指LED本身将使用的功率有效地转换成光的事实，还是即使考虑了50％的最大壁挂效率也被认为是有效的？ 还是仅仅是我举了一个例子，而这个例子恰好是生产应用中永远不会发现的可怕的电路设计？ 24 led efficiency power-dissipation
6 串行协议定界/同步技术 由于异步串行通信甚至在当今的电子设备中也很普遍，我相信我们许多人会不时遇到这样的问题。考虑与串行线（RS-232或类似产品）连接并且需要连续交换信息的电子设备D和计算机。即每个发送一个命令帧，并每个发送一个状态报告/遥测帧答复（报告可以作为对请求的响应发送，也可以独立发送-在这里并不重要）。通信帧可以包含任何任意二进制数据。假设通信帧是固定长度的分组。PCPCX msDY ms 问题： 由于协议是连续的，因此接收方可能会失去同步，或者只是在进行中的发送帧中间“加入”，因此它只是不知道帧起始位置（SOF）在哪里。根据数据相对于SOF的位置，数据具有不同的含义，接收到的数据可能会永久损坏。 所需的解决方案 可靠的定界/同步方案可在恢复时间短的情况下检测SOF（即重新同步所需的时间不超过1帧）。 我了解（并使用了一些）的现有技术： 1）标头/校验和 -SOF作为预定义的字节值。帧末的校验和。 优点：简单。 缺点：不可靠。恢复时间未知。 2）字节填充： 优点：可靠，快速恢复，可与任何硬件一起使用 缺点：不适用于固定大小的基于帧的通信 3）第9位标记 -在每个字节之前附加一个位，而SOF标记为1和数据字节标记为0： 优点：可靠，快速恢复 缺点：需要硬件支持。大多数PC硬件和软件未直接支持。 4）第8位标记 -上面的一种模拟，同时使用第8位而不是第9位，每个数据字仅保留7位。 优点：可靠，快速的恢复，可与任何硬件一起使用。 缺点：需要从/到常规8位表示到/从7位表示的编码/解码方案。有点浪费。 5）基于超时 -假定SOF为某个已定义的空闲时间之后的第一个字节。 优点：无数据开销，简单。 缺点：不太可靠。在较差的计时系统（如Windows PC）上无法很好地工作。潜在的吞吐量开销。 问题： 还有哪些其他可能的技术/解决方案可以解决该问题？您能否指出上面列出的缺点，可以轻松解决这些缺点，从而消除它们？您（或您将）如何设计系统协议？ 24 serial communication protocol brushless-dc-motor hall-effect hdd scr flipflop state-machines pic c uart gps arduino gsm microcontroller can resonance memory microprocessor verilog modelsim transistors relay voltage-regulator switch-mode-power-supply resistance bluetooth emc fcc microcontroller atmel flash microcontroller pic c stm32 interrupts freertos oscilloscope arduino esp8266 pcb-assembly microcontroller uart level arduino transistors amplifier audio transistors diodes spice ltspice schmitt-trigger voltage digital-logic microprocessor clock-speed overclocking filter passive-networks arduino mosfet control 12v switching temperature light luminous-flux photometry circuit-analysis integrated-circuit memory pwm simulation behavioral-source usb serial rs232 converter diy energia diodes 7segmentdisplay keypad pcb-design schematics fuses fuse-holders radio transmitter power-supply voltage multimeter tools control servo avr adc uc3 identification wire port not-gate dc-motor microcontroller c spi voltage-regulator microcontroller sensor c i2c conversion microcontroller low-battery arduino resistors voltage-divider lipo pic microchip gpio remappable-pins peripheral-pin-select soldering flux cleaning sampling filter noise computers interference power-supply switch-mode-power-supply efficiency lm78xx
6 是什么驱动着向更快的蜂窝网络速度发展？[关闭] 已关闭。这个问题是基于观点的。它当前不接受答案。 想改善这个问题吗？更新问题，以便通过编辑此帖子以事实和引用的形式回答。 去年关闭。 我一直都接受技术的进步。诞生于90年代，如果您等了几年，一切都会变得更快，更小，更便宜，而且总体上会更好。这在电视，个人电脑和手机等消费类电子产品中最为明显。 但是，现在我想到，除了一个因素外，我知道是什么驱动了大多数这种变化。计算机和手机变得越来越快，这主要是因为我们能够制造出更小，更高效的晶体管（我听说每两年每单位硅面积的晶体管数量增加一倍左右）。 DSL首先使Internet变得更快，这将固定电话铜双绞线的带宽推到了最大。当我们用完铜线内的可用频谱时，我们转向了光纤，这是一个全新的游戏。 TL; DR：但是，什么使蜂窝网络保持更快的速度呢？我已经拥有2G，3G和现在的LTE手机，其速度差异是天文数字，类似于过去十年中在家庭互联网中观察到的差异。 但是，LTE信道不一定具有更大的带宽（事实上，我相信LTE使用的带宽会更少：3G使用5 MHz的信道，而LTE的信道可能会更小（从1.4到20 MHz））。此外，我已经多次听到LTE在每频道Hz bps方面更有效的信息（我将在此处添加“需要的引用”，我将是第一个承认其听起来至少可疑的人）。 那是什么 只是更多频谱？更好和更小的电子产品？还是我们在其他方面对此有所改善？为何如此？ 22 communication cellphone efficiency 3g
4 n-ch FET中的栅极电容与栅极电荷的关系，以及在栅极充电/放电期间如何计算功耗 我正在使用MOSFET驱动器（TC4427A），该驱动器可以在大约30ns的时间内为1nF的栅极电容充电。 我正在使用的双N沟道MOSFET（Si4946EY）的栅极电荷为每英尺30nC（最大值）。我现在只考虑一个，因为两者在模具上都是相同的。我将栅极驱动到5V。（这是逻辑级别的fet。） 这是否意味着我可以应用Q = CV计算出电容？C = 30nC / 5V = 6nF。因此，我的驱动程序可以在大约180ns的时间内将门完全打开。 我的逻辑正确吗？ MOSFET的栅极电阻规定为最大值。3.6欧姆。这对以上计算有影响吗？驱动器的电阻为9欧姆。 栅极放电而不是充电时，有什么显着差异吗？（关脚） 附带的问题是，在180ns期间，fet尚未完全启动。所以Rds（not-quite-ON）很高。如何计算这段时间内将发生多少功耗？ 20 mosfet efficiency
3 高效的低功率调节？即9-> 5伏 为了向尽可能小的电路（从〜9V降至5V（或5V-> 1.5V）调节）提供尽可能多的电流，我研究了一些可能的选择。我本来打算做的（也许是用于太阳能电池或9v电池的稳压器）是我假设使用的标准LM7805（5v）IC。我已经读到，这样做确实会消耗少量但相当大的电流，特别是当只有50-100mA峰值电流可用时。 额定电压约为5伏的齐纳二极管是否能够更有效地执行此操作，因为它应将电压保持在5V或非常接近5V一段相当高的时间，从而“对其进行调节”？ （MOS | J）FET /其他晶体管（如果效率更高，则忽略了一些奇怪的用法）或某种意义上的东西是否能够通过非常简单的能量转换来降低电压？ 17 voltage-regulator low-power efficiency
5 电压调节器的首要原理-为什么晶体管中会漏电？ 我试图加深对电子学的了解，因此决定尝试设计一种能够提供大约安培数的固定电压调节器。我将这些基本原则归纳在一起，而没有提及任何有关通常如何设计稳压器的参考。 我的想法是： 齐纳二极管和电阻器提供固定的电压基准。 比较器检测何时输出电压高于目标阈值。 晶体管开关电源。 电容器充当水库。 考虑到这一点，我设计了这个固定的5V稳压器，它似乎可以工作： 但是，我确实注意到的是，它具有某些局限性，我无法完全得出其原因： 尽管电压不同，但来自V1（输入）的电流大致等于R2（输出）的电流。这似乎与线性稳压器的行为相符（是我刚刚创建的吗？），但我不确定为什么会发生这种情况。考虑到Q2只是在打开和关闭，为什么Q2消耗了这么多功率？ 当V1小于7.5V时，输出电压永远不会达到5V阈值，而是徘徊在4V附近。我已经尝试了在不同的负载下进行此操作，但是它在低于该输入电压的情况下根本无法工作。这是什么原因？ 15 power-supply design power-electronics efficiency
3 使用电池时升压或降压？ 当使用电池通过稳压器驱动负载时，是从两个并联的电池上调电压，还是从两个串联的电池下调电压？如果没有绝对答案，是否有通用规则（或一组规则）来确定哪种方法最适合特定情况？ 在某些有趣的情况下，特定的电路类型会逆势发展吗？（双关语无意） 15 batteries voltage-regulator efficiency
6 哪种电气设备需要纯正弦波逆变器才能正常工作？ 我打算购买一台好的逆变器，而纯正弦波逆变器的成本大约是相同功率的改良正弦波逆变器的3倍。我正在考虑一个2000W连续/ 4000W峰值逆变器12 / 24VDC-> 230VAC。 哪种常用设备需要纯正弦波，而修改后的正弦波将与哪种设备一样好？ 我特别想知道压缩机和吸收式冰箱，除湿机，电钻，风扇，微波炉，普通电动工具和厨房工具。纯电子，计算机和照明设备将不会通过此逆变器使用，因为它们将直接从电池中获得专用的低压DC-DC转换器。 就每230VAC输出功率的输入电池消耗而言，纯正弦波逆变器的效率是否比便宜得多的改良正弦波逆变器高？ 是否存在可以接受宽范围输入直流电压的逆变器，例如可以在所有12V，24V和48V DC上工作？ 11 inverter efficiency
4 给定理想的组件，电荷泵能达到100％的效率吗？ 最近有关循环给电容器充电的问题使我想起了我曾经读过的东西。我记得，它表明不可能用理想的元件构建效率为100％的电荷泵，但如果元件理想，则可以用电感器构建效率为100％的升压转换器。 这会与其他人产生共鸣吗？有什么办法证明或反驳这一事实吗？ 需要明确的是：我们假设我们有理想的组件。我意识到，使用真正的元件，没有真正的电路会100％高效。二极管的压降可能为零。晶体管可能是不消耗能量来改变状态的理想开关。导线的电阻可能为零。 10 efficiency dc-dc-converter
4 低效率天线如何用于接收而不用于发送？ 对于互易定理，如果天线的发射效率较低，则接收时的效率相同。 在文献中，通常会说不应使用低效率的天线进行发射，因为这会浪费大量功率。 但是，我经常读到，如果仅用于接收信号，则可能会使用低效率的天线。为什么？在这种情况下，您浪费的传输功率与使用相同的天线浪费的功率相同！ 而且，与使用高效率天线相比，使用低效率天线作为接收器时，信噪比更小。 仅仅因为您正在接收别人传输的功率（即别人花了钱来传输），还不足以使用低效率天线来接收它。 8 antenna receiver efficiency transmission