电路分析方法的模式(和节点)
关键的外卖
电路分析从欧姆定律和基尔霍夫定律开始。
利用Thevenin和Norton等效电路和源变换测量响应。
叠加和线性的主题。
电路分析方法源于节点和网格技术
一开始，看原理图可能会让人望而生畏:电路图在几个符号和连接中包含了令人难以置信的大量信息。虽然熟悉各种电路拓扑结构有助于读者识别功能，但设计师总是希望更细致地研究电路的操作。有许多工具可用于执行这些扫描。虽然模拟软件能够比纸笔计算更快、更准确地进行分析，但了解这些复杂模型的运作方式将带来更大的欣赏，并激发创造力。电路分析方法需要一定程度的实践才能熟悉，但它们在任何级别的电路设计中都是一个非常宝贵的工具，用于快速测量检查。
基础电路分析方法
电路分析从一个传说中的方程开始，这个方程与电磁场本身是同义词:欧姆定律。欧姆定律与三个基本参数控制基本电子操作的被动和线性系统分析。开云体育刀塔2虽然电阻是至关重要的，但我们将让它作为比例因子的表面作用让位给电流和电压之间的比例关系。电流和电压是内在联系的;电磁学的一个定义方面是它的对偶性，这两个，分别代表了“单独的”磁和电的贡献。
基尔霍夫定律遵循欧姆定律，是网络分析技术的基础。毫不奇怪，基尔霍夫定律要么用电流要么用电压作为定义，另一个用方程来操作:
- 基尔霍夫结定则，也被称为基尔霍夫第一定律或基尔霍夫电流定律(KCL)，指出在任何节点(两个或多个组件之间的连接点)，所有流入节点的电流必须等于所有流出节点的电流。也就是说，所有流入和流出该节点的电流分支之和必须为零。仅连接两个组件的节点是KCL的平凡解决方案，因为输入电流和输出电流是相同的。因此，具有三个或三个以上组成部分的节点被称为基本节点，是节点分析的主题。
- 基尔霍夫循环定律，也被称为基尔霍夫第二定律或基尔霍夫电压定律(KVL)，计算闭环在零处的电压总和。更简单地说，沿着一个闭合回路顺时针或逆时针方向到达同一位置的电势变化为零。与节点/基本节点二分法类似，KVL从电路的分支和基本分支构建网格电流:前者连接任意两个或多个连续节点，后者在基本节点上开始和结束，没有任何中间的基本节点。
这些规则被广泛使用并且非常有用，但是了解它们的缺点是有价值的。这两个规则都适用于集总电路元件模型，该模型忽略了寄生，而倾向于理想化组件。对于直流电，这个假设可以忽略不计，但交流频率由于漏磁和不断变化的电荷密度而颠覆了模型。
工程师如何决定是使用KVL还是KCL?假设方程是电路的代表，并且代数是合理的，两种格式将得到互补的答案(KCL在节点产生电压，而KVL通过分支提供电流)。激励因素应该是最少数量的方程来解决电路未知数。这不仅比需要额外的方程才能得到相同答案的方法更方便，而且在描述方程或将它们转录到矩阵求解器时，更多的方程也会增加错误的概率。确定最佳行动方案需要经验，但在决定节点或网格分析之前，确定超级节点(相邻节点之间的专用电压源)和超级网格(两个相邻节点之间的电流源)是降低网络复杂性的重要第一步。
变换使某些电路类易于分析
虽然KCL和KVL是不可缺少的，但包含许多离散元素的电路会很快淹没公式——即使是在一个普通的现代电路上只应用基尔霍夫定律，也会导致在没有计算机模拟帮助的情况下需要跟踪无数项。对于人类使用，需要一个更优雅的模型，可以封装电路的关键属性:输入等效电路，这可以简化网络电阻和电压或电流，取决于算法:
- 戴维南-一个等效电路由电压源、串联电阻和开路电压来定义。
- Mayer-Norton -迈尔-诺顿等效电路由电流源、并联电阻和开路电压定义。
与节点/网格分析类似，和迈尔-诺顿等价电路是互补的，是基于源变换而形成的;具有串联电阻的电压源可以代替具有并联电阻的电流源(反之亦然)。注意，由于源转换，thsamvenin电阻和Mayer-Norton电阻是相同的。在源之间进行转换的能力可以极大地帮助将电路快速简化为两个理想值，从而捕获负载所看到的整个电路响应。
并不是在所有情况下都可以部署源转换和thsamuvenin /Mayer-Norton等价物。依赖电压和电流源——依赖电路中其他地方的电压或电流作为输入——可能会妨碍使用下面概述的一种或多种用例:
通过开路电压(通常使用KCL)和短路电流(其中当输出端子短路时计算电流)的方式计算的等效。从开路电压和短路电流可以计算出thsamvenin电阻。当电路仅包含依赖源时，不能执行此操作。
源变换产生thsamvenin或Mayer-Norton等效电路。只能通过独立的来源执行。
将所有电压源替换为短路，将所有电流源替换为开路，然后通过从端子观察电路并结合串联和并联电阻来确定thsamvenin电阻。通过求解开路电压或短路电流，可以建立等效电路。只能通过独立的来源执行。
也可以通过在3中概述的独立源上施加适当的短路/开路，并在包含依赖源的电路的开路端子上插入测试电压来确定其电阻。由此可以得到开路电压或短路电流，如1所示。
A电路元件约束分析方法
理解电路分析方法的关键之一有点抽象，但在前一节中已经演示了一个应用程序。由于线性而产生的叠加原理表明，可以用开路(电流)或短路(电压)代替独立源，以隔离单个源的响应。这可以按顺序对所有剩余的源进行，并且可以将单个贡献相加以找到所有源同时活动时电路的总响应。
重要的是，叠加原理只适用于线性电路或表现出可加性和同质性的电路。虽然这些概念是用来证明线性的，但通过研究电路的组成来确定电路是线性还是非线性更为直接:电阻、电容、电感和运算放大器构成了线性电路的大部分基础。需要明确的是，叠加只适用于上述元素的理想形式，但是为了节省时间和方便，手工近似不需要像更密集的计算那样精确。
然而，线性的好处还不止于此。转换到频域，特别是拉普拉斯变换和傅立叶变换，可以用基本的代数算子代替微分方程和其他相对复杂的表达式。另一方面，非线性电路需要数学模型作为近似值;虽然准确度很高，但从资源的角度来看，它们的要求更高。
支持高级仿真和分析与节奏
航空分析方法是广泛的:工程师应该有一个想法，哪些技术是可行的，取决于所讨论的电路的参数。像KCL/KVL和源变换这样的介绍性主题为电路分析提供了基础，但在处理更广泛的设计时可能会动摇。对于更适合穷尽方法的电路，Cadence提供业界领先的PCB设计与分析软件这可以很容易地集成和进展，从原理图到仿真。从那里，OrCAD PCB设计器提供了一个易于使用的界面，加快布局过程，同时保持跟踪板的制造复杂性。
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