寄语爱好电子技术的青少年

编者按：最近编辑部收到许多青少年读者的来信，反映他们对电子技术有着浓厚的兴趣，但在自学中遇到了一些问题，希望给予指导。为此我们特地邀请余达太教授就学习方法、如何对待失败与成功等问题谈谈体会。我们希望“寄语爱好电子技术的青少年”一文能对广大初学者有所启发和帮助。

电子技术对于所有的初学者来讲，是一个神奇而又充满魅力的领域。21世纪将是以微电子技术为核心的信息社会。我国把“利用微电子技术改造传统产业”定为今后的一项产业政策。因此，无论是未来信息社会还是我国国民经济发展的需要，都决定了未来电子技术专家或电子工程技术人员必须具备的素质，即动手的能力，敏锐的思维，强烈的好奇心和丰富的想象力以及对事业百折不挠的精神和团结合作的良好品德。这一切必须从青少年时代就得到训练与培养。

我从50年代（小学4年级）开始对矿石机，收音机产生了强烈的好奇心。先是自己动手装矿石收音机，然后进入北京市少年宫无线电小组和北京市无线电俱乐部学习无线电知识，在似懂非懂的状态下，天天捧着《无线电》杂志，按照一些电路图，制作了大量的“作品”，为同学、朋友修理了上百台半导体收音机。那时，我懂得的仅仅是这些电子元器件的外特性和各种电路的简单工作原理，另外还有日积月累的实际“经验”，一次次“作品”的成功，使我从对电子技术的爱好，发展到执着的追求与奋斗，并立下了终身从事电子控制、自动化事业的决心。青少年时代的爱好、追求与理想，在20年后得到了实现。由于有了动手能力加上在大学学到的知识，从82年起，我和同事们开始向机器人控制系统—这一国外至今对我国进行封锁的高技术挑战。经过5年不懈的努力，终于研制成功我国第一台全部自主技术的机器人，结束了长期以来，外国对我们的技术封锁，开创了一条发展中国机器人技术的道路，并荣获部科技进步一等奖。

每当人们问起我成功的秘诀，我都是这样回答：第一，团结奋斗的合作精神；第二，一丝不苟的科学态度；第三，为中华民族争口气的决心。而这一切都必须从小得到培养。我有个美好如春的青少年时代，少年宫无线电小组有我的良师益友，《无线电》杂志给了我掌握电子技术的知识和力量，青少年时代的爱好和追求，为我今天的事业奠定了基础。

在这里我想和广大爱好电子技术的青少年谈谈，如何从青少年时代开始培养自己对科学技术的兴趣与爱好；如何学习并掌握电子技术；如何对待失败与成功的体会。

对于具有初中或高中文化水平的初学者来讲，实践是电子技术入门的最有效的方法。在实践中碰到问题，带着问题去学习（自学或请教老师），用学到的知识再来指导实践并解决问题，是掌握电子技术，成为优秀电子技术人材的唯一途径。

任何一个简单或复杂的电子装置或控制系统，都是由各种不同元器件按不同作用而组成的，电子元器件种类繁多，外观、电气特性、功能及其在电路中的作用也各不相同；有模拟量的，也有数字量的，有“有源器件”，也有“无源器件”……。因此，对于初学者来讲，所谓入门，就是首先要认识与了解你所需要用到的元器件，以及搞清楚电路的基本工作原理。例如：热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻。如图1所示，当温度为15℃时，其阻值是1500Ω（从横轴15℃处向上画一垂线与曲线交于一点，从此点画一水平线与纵轴的交点值）；当30℃时，其阻值是500Ω。即这种热敏电阻是一种随温度的升高，其阻值降低的负温度效应的温度检测器件，图1的曲线就是该热敏电阻的“外部特性。它的其它一些特性或参数都可以从相应的器件手册上查到。我们所说的“认识与了解你所需要的元器件”就是指你必须掌握有关元器件的“外部特性”。至于它们的内部特性等等问题，可以随着你知识的增长，逐步去理解掌握。

关于搞清电路的基本工作原理，是在每一件“作品”的制作之前，必须进行的技术准备。对于初学者来讲，只要理解了上述的简单工作原理，并按照电路图所标明的元器件型号，从市场上买来，你就可以成功地制成一个小“作品”。

但是，我们往往碰到这样的情况，市场上买不到型号完全合适的元器件，或手头有一些现成的元器件，想利用起来，这时就要求你按照有关器件手册进一步了解你所能得到的或现有的元器件的外特性，看能不能适用？不能适用，可否改变电路来达到同样目的？这就是在实践中碰到问题，且带着问题去学习（自学或求教于别人），用学到的知识再来指导实践，直至取得经验。

如果你已掌握了各种基本电路，并不再满足这种简单的模拟量控制，就应该有勇气向更复杂一些的数字电路、计算机应用技术提出挑战。例如，现在的高级家电产品，多数是根据微机的输出命令，通过接口电路去控制一个继电器接点的通（ON）、断（OFF）来完成各种不同的任务（电饭锅的自动保温，洗衣机的定时控制等）。

图2是家电产品常用的微机I／O控制接口电路。

为什么不能由微机的位控口直接去控制继电器呢？这是因为继电器的驱动电流需要100mA左右。一般微机I／O不允许通过这么大的电流，所以要加一个由晶体三极管组成的电流放大接口电路。继电器线圈两端并联的二极管是用来保护三极管用的。由于单片机的结构、工作原理以及它是如何通过编程来控制这些家电产品的动作，就需要认真学习数字电路，计算机原理等方面的知识。

上述例子，可以说明无论多么复杂的电子线路，它都是由最基本的电子元器件，最基本的单元电路组合而成的。因此，青少年朋友们要特别重视这些基本知识的学习与基本单元的实践、这是你能否成功的关键。在实践中学习，效率最高，理解最快，收获最大，而且记忆保持时间最长，甚至可能是终身的。

那么，什么样的书最适合初学者？怎样学才能尽快掌握电子技术呢？这是很难回答的一个问题。但是对于初学者来讲，要切忌一点，这就是不要今天看这本书，明天看那本书，看了几十本结果一无所获。学习应该是“一本书主义”，再辅以大量的参考书，才有成效。对于初中水平的少年朋友来讲，由于在初中所学的知识还远远不能达到电子技术入门的水平，所以应以请教老师或高年级同学为主。如果有条件，尽可能参加市、区、学校的业余无线电小组，那里的老师会给你很多知识，会帮助你解决你所解决不了的问题。

对于高中水平的青年朋友，你可以按照你的志愿，（是对无线电感兴趣？还是对家电维修感兴趣？或是对计算机感兴趣？）选择一本图文并茂，深入浅出的中专、大专或大学水平的相应教材，作为你的“一本书”，把《无线电》杂志作为你的主要参考书和工具书，因为《无线电》杂志可以为你提供大量实用的电子电路和维修经验等，供你实践，又随时向你介绍电子技术的最新发展动态，为你指明学习方向。当你在实践中碰到难题时，除了向他人请教之外，自己一定要从理论上搞清问题产生的原因，所有问题必须要从理论上解释清楚。这是一名优秀的有创造力的电子技术人员所必备的科学素质。

1．温故而知新：你的“一本书”，要反复看，反复琢磨，有难于理解的地方就去找别的有关参考书或请教他人，直到搞懂为止，或者你可以先继续看下去，看到一定程度，再回过头来重新学习来弄清楚不懂的部分，这样你一定会有新的理解。对于一本书，每看一遍，一定会有新的体会和理解。因此，对于一本你认为很适合你的书，一定要反复看，直至彻底掌握为止，温故而知新就是这个道理。

2．作读书笔记：光是看与默读，收获不会太大，作读书笔记会加深你的印象，收集知识作为自己的宝贵资料。

3．博览群书：科学家的很多新思想不全是从自己的专业中得到的，往往是在别处突然受到启发而获得成功。因此，博览群书是十分重要的，它能丰富你的知识，开扩思路以适应现代科学技术发展的需要。

4．要不耻下问：不耻下问是虚心求学的美德，是学习进步的正当手段。虚心的人将永远会得到别人的尊敬，虚心使人进步是千真万确的真理。

电子技术中的“匹配”问题，对于初学者来说，是比较容易忽视的问题。但“匹配”对一般电子技术乃至现在的高技术中的计算机控制系统或通信，都是一个不容忽视的技术关键。任何一个电路，我们都可以把它分成两大部分，即源（电源、信号源）和（负）载。而这两部分的划分往往是相对而言的。

任何一个复杂的电路都是如此，我们可以按照电能或信号的传送方向来划分，前者为“源”，后者为“载”。这样就产生了一个“源”与“载”相适配的问题，即我们常说的“匹配”。如果配合的不合适或不正确，就有损坏“源”或“载”或者在负载上得不到所要求的结果。例如，如果把一台供电电压需要100V的设备，直接接到220V电源上，其结果是可想而知的，但对于在弱信号电路中，由于“源”和“载”之间不匹配，虽不会损坏设备，但电路往往不能正常工作或效果不好。最常见的例子就是电视机的天线、传输线和电视机三者之间不匹配的话，其结果产生“重影”、信号弱等现象。同样，功率输出级的输出电路和它所接的扬声器之间，也要匹配，不然会烧毁扬声器或音量不大或音质不好。

在我们测试或修理某个电路时，也必须注意测量仪表、（载）与电路（源，被测信号源）之间的匹配问题。如电表的输入阻抗要远远大于被测电路的输出阻抗，而电流表的内阻要远远小于被测电路的输出阻抗，否则不但测量值不准确，有时甚至会损坏被测电路。

以上对于初学者来讲，既是一种自学的方法，又是在实践过程中，必须掌握的基本常识与技巧。我们经常说知识就是力量，理论与实践的结合，将会产生无限的创造力。爱好电子技术的青少年朋友们尚处于学习阶段，还有许多知识没有学到，这不要紧，应该大胆地去动手实践，当你碰到问题，就会发现中学的数学、物理等课程对你是多么重要，又是多么不够。如果你以后有机会上大学或自学大学课程，你又会感到电工学、高等数学、电子学、晶体管电路脉冲技术、数字电路、计算机等课程对你又是多么亲切、多么容易理解与接受。这是因为你从小动手制作了不少成功的作品，这些课程会为你回答一直装在脑海中的“为什么”？

失败和成功一样有价值，没有失败便谈不上成功，“失败是成功之母”就是这个道理。

电子技术的爱好者，在实践中常常会碰到这样一些问题：例如费了好大劲装上了一台收音机，接通电源后却不响，一下子心就凉了，是不是电源接反了？管子会不会烧了？管脚是不是接错了？一连串的问题瞬间都涌到你的脑海里，然后便是赶快切断电源，急忙检查电源极性，若是没接错，可能会平静些，如果真是电极接反了，顿时你会急燥起来，先是自我埋怨，之后便是饭也吃不下，觉也睡不着，甚至连夜检查、找毛病。又如，接通电源后，响了！你可能会欣喜若狂，然而再一听，声音不对，丝丝拉拉或吵哑或音量极小。几天过去了，怎么也调不好，你可能一堵气，干脆把它扔到一边不干了。遇到这些情况，应该怎么办？首先要有信心，相信自己有能力一定会把故障原因查清并调好；其次要有科学的态度，当用自己的实践经验解决不了问题时，就一定要用理论去指导实践。若你是业余无线电爱好者，就可以用万用表从“载”到“源”去测量各点的电压是否正常？不正常，就要进行分析、计算、判断故障原因。如果你在课外无线电小组学习，就可利用信号发生器、示波器等去观看各点的波形或电压，并根据波形来分析、判断。管子烧了，可能是比较大的“失败”。要想避免这种失败，重要的是细心，制作中不能出现虚焊现象，焊完后要反复检查，特别是管脚极性与电源极性，只要这两者不错，一般不会有重大事故发生。

电子技术是一个非常奇妙、其乐无穷的世界，作为一个初学者，不会一次成功，实际上失败也是一种成功，因为从失败中能得到更多的学以至用的知识，每解决一个问题，你就多积累一点经验并会增强你的自信心，这样离成功也就不远了。但是，在失败面前若灰心丧气，那将可能中止你对事业的追求。

青少年尚处在学习和继承前人或他人知识的阶段，而科学技术，特别是电子技术的发展速度异常迅速，一天不学习就有可能落伍。这句话青少年朋友们可能还不太理解，但确是事实。因此，要把你学习上，实践中的每一次成功，都看成是前进道路上的第一步，一步一个脚印，向电子科学技术高峰攀登。

科学的未来，只能属于勤奋而又谦虚的年轻一代；21世纪的社会财富是知识。我衷心致爱好电子技术的青少年朋友们：趁年青少壮去探求知识；为实现自己的理想和目标而不懈地去努力和奋斗；树立必胜的信念，在实践中不断培养和提高自己的科学素质，用自己的双手去编织自己的未来。

最后让我们以奋发进取的精神，迎接21世纪的挑战。(北京科技大学教授 机器人研究所所长 余达太)