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帶著相機流浪去.............
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大四下所修的課

      先從信號與系統講起。信號上的內容基本上可以說是微方裡Lapas和Fourier transform的進階版。一開始先介紹LTI系統,了解impulse response之後才介紹到用e來描述一個系統。其實一開始提到用impulse response來描述系統時我就很驚訝了!原來可以把一個複雜的系統拆解成impulse來描述。但是後來學到e,也就是fourier series之後才知道,用impulse反而太複雜,難以描述系統特性。用fourier分解個個頻譜的方式來描述才是最方便的!到此我才真正了解到為什麼之前電子學老師會說用fourier轉後會變discrete的含意!總算解開第一道謎!接著學到fourier transform,提到無週期轉換,一開始還霧煞煞難以理解,後來反覆閱讀課文後才能體會其中奧妙!最後老師把這一切統整起來,也就是說,無論discrete fourier series、continue fourier series、discrete fourier transform、continue fourier transform,其實是同一件事,可以用同樣的數學框架來描述他們!而且彼此間又有duality,實在厲害!有種連貫一氣的感覺,感覺很爽!接著學到laplas transform和z transform,才知道原來laplas其實比fourier還要全面性,當初學微方的時候感覺laplas沒有fourier複雜,還以為他很弱,原來其實更全面。學到此才真正完全了解電子學三所學的pole-zero plot到底是什麼,之前學的時候都不懂,只知道all pass時pole zero會對稱,電路要穩定pole要在左半平面等等,學完這裡總算全部通了!連bode plot也完全了解!至此解開第二道謎!最後提到通訊系統,稍微介紹廣播FM和AM系統傳輸的方式,以及載波等等概念,解開第三道謎。至此才完全了解fourier transform的威力!只要把觀點轉到freq domain上來看,很多在time domain難以想像理解的事情都可以迎刃而解!就連最近我在看色彩管理的書,其中提到光譜、同色異譜色等等問題,把他們看成是一個系統,比如說filter,在freq domain思考的確會方面許多!這部份和上學期修演算法時老師說的一樣,當在一個domain上無法解決問題時,就換到另一個你熟悉的domain來做!感覺好多學科其實彼此是互通的,慢慢把所學的串起來,完成最終的拼圖!最後一門課是著名的李琳山信號與人生!之後有空在把老師分享的內容整理整理。
       接著是類比積體電路,說實話我不太喜歡老師的教學方式,當初電子二時聽過他的課,後來就跳到鍾孝文那班了。雖然說他是名師啦,但是我覺得和我的頻率對不到,所以每次上課都會睡著。不過後來靠自己念也是ok,畢竟有了電子學的底要念這個不會太難。從中學到了製程的知識,以及怎麼畫layout、做Hspice模擬。話說我低估這門課的作業難度,layout是會畫到手酸眼花,而spice模擬是調參數調到想砸電腦。最後幾次作業真的不是好混的!

這就是第一份作業所要畫的layout,op741,雖然電晶體沒有幾個,但是老師都把大的電晶體拆成64個,複製到死,而且還要打連接線、打contact,真的是要人命!畫圖的工具也沒有photoshop好用,難怪幫忙畫layout的薪水還不低。



最後一份作業以及期末project都是做hspice模擬,這真的非常要人命!一開始我還乖乖手算,之後把算出來的參數做模擬,結果幾乎一半以上的電晶體都cut off,後來請教電機系朋友才知道手算誤差太大,他們都直接去調參數來模擬,直到ok為止,完全不理老師說的設計法。好吧,所以我也只好慢慢調,但問題是,由於是0.18um 1.8V的製程,要求省電、低電壓的情況下,每個電晶體其實都偏壓在sat的邊邊,一不小心就掉到linear,而且動任何一級其中一個電晶體,可能會連動到前後級的電晶體,導致全部一起linear!真是要人命!完全不知道該怎麼調。後來又請教色彥,他倒是兩三下就調出方向!他說調這個是靠「感覺」,之前他上課的時候,老師示範,隨手調兩下就調好,結果他回去調了兩個晚上。之後又被操了好久才有現在的功力!哇勒,原來是要靠感覺喔,那這下可慘了,勢必得用時間換取分數,於是後來我又調了好久才完成第四份作業,但是太趕了所以有些要求沒有達成。project我趕緊提早做,一方面電路複雜許多,一方面我還沒有感覺。話說project的電路各級影響更嚴重!害我又痛苦了好幾天,後來才稍稍摸出一點「感覺」,總算完成110db open loop gain以及其他的要求,然後慢慢生出書面報告。

電路模擬結果,
第一張是測slew rate,第二張是gain,




在做這些作業的時候也曾萌生出放棄的念頭,但是想到上學期演算法也是牙一咬忍過來,於是這次我也一樣,拼了老命把這些作業搞定!果然還是要在強大的壓力下學習才有效率,但是身處當下實在很幹!

         接著提到感覺神經生理,這是我實驗室老闆的課,修了這門課我發現對攝影有莫大的助益!從中才知道原來人類的感覺都是非線性的,所以我們用線性的紀錄裝置很難達到我們「要的景象」,所以才會需要刷黑卡,用HDR合成之類的來對抗高反差的場景。另外在視覺的部分也可以解釋為什麼人眼不需要白平衡,而相機需要,這是因為人眼是用相對的方式來處理色彩訊息,於是會有「自動白平衡」。其中講到神經線路,也就是cone rod cell到ganglion cell,最後到visual cortex,這些神經細胞的連接法就是腦神經對視覺的處理法,所以也可以用這些來解釋錯覺、互補色。真是超棒的!「有了這些知識,就能夠拍出欺騙人類腦袋的照片!因為我知道你們要看什麼!」老闆在課程中說到這句話,的確也是頗有一番道理,畢竟這些白平衡、互補色、銳利度等等都是因為人腦的關係,也可以說是因為人類的存在,他們才會存在,所以直接對人腦所要給予適當的刺激,的確可以達到極佳的效果!另外透過這門課我領悟到為什麼電腦目前依然難以超越人腦,因為人腦對於所有的訊息處理都是分散式平行處理,而且完全是由硬體達成,以目前的電腦依然難以進行,若要完全比擬,可能需要非常大量的積體電路晶片才能達成。

        最後是電子電路實驗二,這是因為學程規定必修所以我才選修,但是修了之後發現非常好玩!實驗其實就是把這次的電路用麵包版實現,然後測他的response。比大一、大二修的化學、生化等等實驗都還要好做,快速!不過要是不小心error需要debug的話,可就會很慘(白菜深受其害)。有時候是儀器搞鬼,有時候是自己疏忽,所以除了接電路要謹慎之外,還必須靠一點運氣。我運氣一直都不錯,儀器都非常乖巧,有時候拿可變電阻還都拿到不用調整,插上去電路就達到目標了!所以一學期來都挺順利的!最後考試則是將這學期所學的小電路全部組起來成為一個放大器,接完真是超級有成就感的!把理論付諸於實際,果然很爽快!

      總算大學四年就這樣結束了,我也完成大一時設下的目標,就是大三開始修電機系的課,一方面完成以前的夢想,一方面也大開眼界,實在愉快!接下來就是要面對研究所生涯了,要從學習知識轉為創造知識以及解決問題,這些都必須慢慢學習與克服!所以就繼續努力吧!


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