线性与非线性电路的基础知识

如果你还记得你的第一个电子类,很可能你建造的所有电路线性电路,这意味着他们只包含电阻,电容,non-ferritic电感。虽然这是一个很好的方法去获得一个重要介绍基本电路的基础,几乎所有的现代电路包含许多更复杂的元素和功能。

大多数现代电路是运行在一个足够高的信号电平,他们表现出非线性响应。考虑一个晶体管,现代计算的基本构建块。我们利用非线性响应的输出电流定义数字信号在数字系统。这种非线性响应会导致饱和电流输出,对应一个数字信号。有很多你可以在你的下一个构建其他电路PCB能提供您可能需要的功能。

非线性电路:基础知识

关键区别一个非线性电路与一个线性电路的输入和输出信号之间的关系。如果你图的输出信号与输入信号线性电路,那么图将所有输入信号电平的直线。非线性电路,输出不是一条直线。相反,将曲线的输出。

另一个可能在一个非线性电路,电路的输出是一个分段函数的输入。注意分段函数是非线性的,即使每个区域的函数可能输入的线性在一定的范围内。由于不连续的输出信号在不同的地区,那么电路,根据定义,非线性。

如果这听起来令人困惑,考虑一个全波整流电路能量转化。整流电路的输出(在平滑电容器)本质上是输入的绝对值,abs (x)和函数不满足线性函数的数学定义。一旦输出平滑电容器,输出是一个直流信号加上一些不是正弦波纹波。你输入一个交流正弦信号,但得到了直流电压+非正弦波。

这种类型的非线性电路利用非线性电路响应的元素(特别是4二极管)来产生所需的输出非线性响应。一个典型的电路网络可以分为线性和非线性部分,分别含有线性和非线性电路元素。一旦网络的线性部分的输出输入非线性电路元件,整个电路的输出将非线性。很少有例外(即。,将微分器的输出到一个积分器)。

半波和全波整流器是两种常见的非线性电路

对一些人来说是很常见的情况下,线性电路瞬态响应(例如,一个RLC网络)实际上是一个非线性电路。事实上,这并非如此。输出电流之间的关系和驱动电压/电流仍然是线性的。时间的瞬态响应是一个非线性函数,输入电压或电流,这仍然是定义为一个线性电路。交流驱动下的反应也是一个复杂的线性函数的输入信号幅度和频率(即。简单的乘法),因此我们仍然有一个线性响应。

信号失真和反馈非线性电路

非线性电路的能力重塑(或扭曲)一个输入信号,无论是正弦或者,是一个非线性电路的核心功能。从线性过渡区域在低输入电压/电流水平非线性地区在高输入可以扭曲一个信号,在频域和时域。这种效果是相当重要的与饱和和反馈回路,在频域和时域。

作为一个例子,考虑一个运算放大器,是一种常见的非线性电路元件。与一个低级别输入信号时,输出将会是一个线性函数的输入。在高输入,输出将平整和浸透在一个固定的值。这是用于饱和输入正弦信号一旦高于一些饱和阈值,本质上的正弦波方波转换(例如,一个施密特触发器电路)。可以修改这个想法,不同频率的函数输入信号强度,是中央的线性和非线性特性滤波器的设计。

正反馈放大器或其他电路非线性元素可以诱发不稳定的非线性响应。注意,并不局限于非线性电路不稳定;某些线性定常电路可以在反馈的存在变得不稳定。无论你是哪种类型的电路处理,您可以识别的区域稳定,直流和交流驱动,通过确定传递函数的极点和零点的电路。可以轻松地用手为一个线性电路,也可以做数值使用非线性电路的电路模拟器。

许多非线性电路包括放大器

如果你需要检查中非线性电路PCB的行为,你需要正确的PCB布局和设计软件包括你所需要的电路和信号分析工具为你的设计。快板PCB设计者和节奏的全部套房的设计和分析工具可以帮助您设计线性和非线性电路。你会获得一个大组件库和电气模型,容易与节奏的模拟功能接口。

如果你想了解更多关于节奏是如何对你的解决方案,跟我们和我们的专家团队。