在节点分析发现交流稳态值

2020年11月3日

关键的外卖

节点分析的一种方法计算电路中的电压和电流分布,包括在交流电路谐波/时间源。
设计师可以找到的稳态值节点分析交流电路在直流节点使用相同的技术分析。
这些结果是等价的氯化钾和在任一瞬间计算的结果,但他们更相似香料的结果。

稳态值节点分析电路的设计

你能找到这些电路的稳态值节点分析?

任何电路的分析比较困难,但是一些简单的技术可以帮助您清楚地看到在不同电路的电压和电流是如何分布在您创建你的设计。在任一瞬间,欧姆定律和氯化钾是基本方法的工程师和科学家学会使用电路设计和评估,但节点分析给设计师一个替代方法检查电压和电流分布在一个复杂的电路。无论你选择走哪条路,你就可以得到相同的结果。

看着AC系统资源随时间变化时,您可能需要找到稳态值节点分析,特别是当你知道将会有一个系统的瞬态响应。得到稳态值节点分析,您可以使用相同的过程中发现直流回路。这是这是如何工作的电路和如何使用节点分析作为设计过程的一部分。

节点分析是什么?

节点分析包括确定电压和电流在电路中每个点的方式类似于基尔霍夫定律。就像在氯化钾,电路是由多个节点,每个节点的电压和电流计算系统。设置这些问题的过程相当简单,目标是获得一个线性方程组来描述系统中的电压和电流。

选择一个参考节点电路(通常作为地面)
使用氯化钾写出每个节点电流进入/退出
写每个节点的电压测量的参考节点
解联立方程的系统找到所有未知的电压和电流

定义电压

第三步很关键,因为它制定电压下降在任一瞬间的电压一个节点和参考节点之间的差异(即。、地面电位点最低的系统)。然而,这使得节点分析更强大的比在任一瞬间,因为它可以用于系统与地面两种不同的潜力。如何定义电压在一个系统中,看看下面的例子。在这个电路中,有两个不同频率的交流电压源和2阻抗。

节点分析交流电路有两个来源。

注意,在这条赛道,我们指定了阻抗值;电容和电感阻抗,当系统受到来源不同的频率,你需要考虑这个问题在时域频域而不是。在上面的问题,我们认为复杂的阻抗在两个频率相同。这种情况将在一个射频系统典型的宽带移相器,衰减器,或其他被动结构。

这个问题是一个寻找节点的电压和电流的B和C在上面的线路图。注意,所有电压微分测量,测量的电压在节点B和C定义对下面的参考节点离开AC来源。假定参考节点被定义为0 V,我们可以构建以下方程节点B和C的电压:

节点分析稳态值

在上面的示例中所示的两个节点电压。

如果有两个以上的系统中节点与未知值,我们可以应用相同的过程,每个节点的未知电压/电流。现在的问题是一个在上面找到每个节点的电压方程的稳态。

在节点分析发现稳态值

在上面的问题,系统中每个节点的稳态电压与正弦驱动的来源也会周期性的波形。在这种情况下,两个来源有不同的频率,产生的波形可能相当复杂,但他们仍将是周期性的。确定稳态值节点分析,简单地解决上述方程VB和VC。这是最容易通过写作上面的方程组矩阵形式:

节点分析稳态值

在上面的示例中所示的两个节点电压。

要解这个方程,只需两边同时乘以系数矩阵的逆。你会现在有电压节点B和C,你会发现得到的波形测量节点B和C是一个相当复杂的叠加的源电压测量a和d .现在可以确定当前节点在每个阻抗通过使用欧姆定律。

使用节点分析设计

通常,你有一个电压/电流之间的规范在一个特定的节点或一组节点,你需要找到合适的阻抗值要求产生特定的电流。这需要上述过程节点分析和逆向运行它。你知道电压和电流,但你需要找到一个阻抗产生正确的电压/电流与正确的相位与输入信号的关系。

这是一个简单的问题来解决节点分析,在任一瞬间,或在任一瞬间;他们都将产生相同的结果。这通常是用于设计分压器的腿在复杂电路,反馈循环,和其他简单的电路。而不是一个未知电压,你会有一个已知的两个节点电压,但未知的两个节点之间的阻抗。现在变成了一个未知的阻抗的求解问题的方程组构建系统。上述电路的一个示例如下所示。