非线性方程组:分析非线性电子元件和电路

发光二极管和晶体管是典型的非线性电子元件

非线性电子元器件普遍在许多系统和电路。读者应该已经熟悉晶体管,发光二极管/二极管和核心变压器饱和。当综合与线性被动者和非线性组件运行在一个线性范围,您可以构建复杂的非线性系统,使各种独特的应用程序。

利用适当的非线性方程组为您的系统没有正确的工具是很困难的。直流分析非线性电子元件和电路很简单,但构造和分析非线性电路交流可能很困难,没有正确的模拟工具。有许多SPICE-based您可以使用它来检查你的电路行为分析和提取系统重要的见解。

非线性方程组:类型的电子分析

理解非线性电子元器件和电路的行为需要确定正确的分析。对于任何一个系统都误解的结果可能是灾难性的,因为它会导致不正确的设计选择。检查个人非线性电子元件通常是相当简单,可以手动执行。同样的,非常简单的非线性电路可以比较容易检查。最后,你可能会在一个超越方程或超越方程组分析解决方案,你会被迫使用数值技术。

下面的表显示了一些最重要的基本行为期间您可以检查电路分析SPICE-based模拟器。这些分析是很有用的各种非线性电路,包括非线性搅拌机,调节器,活跃的过滤器,模拟运算电路,基本上任何涉及二极管或晶体管的电路。

请注意,并不是所有SPICE-based模拟器与内置函数可以执行这些分析,你可能需要手动程序不同的在每一个分析步骤。标准Gauss-Jordan技术只适用于线性定常电路,或非线性定常电路被近似为线性电路在一个特定的静态操作点。这应该显示的价值SPICE-based模拟器,可以执行迭代清洁工与用户选择的步骤大小。

SPICE-based非线性分析的局限性

现在,各种各样的的力量SPICE-based电路模拟工具应该是显而易见的,尤其是当这些工具集成到你的原理图设计工具。这些工具是非常有用的决定瞬态行为,研究线性和非线性交流电路在频率域和时间域,分别冒烟测试,等等。有些SPICE-based模拟的局限性,任何设计师都应该理解,特别是当试图预测和解释复杂电路的非线性影响。

直接从示意图SPICE-based模拟运行,最不能解释线性和非线性电路的寄生效应。寄生在PSpice软件,用户可以指定组件的动态示意图/数据表中的信息。这些效应只能指定一次你安排层堆栈和为您的系统创建了一个布局。为了考虑这些影响,你需要在你的董事会包含各种电容和电感。

有很多市场上可用的寄生提取器,但他们仍然需要创建一个布局和层堆栈。这些寄生成为相当重要的各种非线性电路和负责的影响像相声,不受欢迎的铃声/生产波纹、输电线路的行为,和耦合。他们还可以创建的困难阻抗匹配,特别是在射频功率放大器电路,通常是接近饱和。

铅和铜粗糙度问题组件,以及在被动元件制造缺陷,可能会导致一个线性组件像一个非线性电子组件在高频率(例如,在mmWave频率)。与交流信号,调制信号,模拟脉冲,和任意模拟信号,这种非线性行为产生互调产品和谐波发生。

射频搅拌机的生产缺陷可以产生非线性现象

虽然数学描述这些现象很简单,他们不能可靠地预测分析,这些影响不能被视为在示意图或布局。相反,他们必须与实际测量组件。射频组件制造商经常提供无源互调谐波发生数据作为输入电压/电流和频率的函数。这些数据可以帮助您确定信号和频率限制和哪些组件是最适合您的系统。

非线性电子元件和电路更容易设计和分析时使用正确的PCB设计和分析软件包中。的工具集OrCAD PSpice软件模拟器和更广泛的分析工具套件从节奏是理想的线性和非线性电路的电路设计和分析为各种不同的应用程序。而不是手工构建电路为每个组件,您可以访问成千上万的标准组件模型构建和分析你的电路。

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