模式(节点)电路分析方法
关键的外卖
电路分析始于欧姆定律和基尔霍夫定律。
使用等效发电机和诺顿等效电路和源转换测量响应。
叠加和线性的主题。
电路分析方法的后代节点和网格技术
首先,看示意图可以令人生畏:电路图包含大量的信息在一些符号和连接。同时熟悉各种电路拓扑可以帮助读者辨别功能,总有一个时间当设计师想要更精确地研究电路的操作。有很多工具可用来执行这些扫描。虽然仿真软件能够快速、准确地分析比手写的计算,了解这些复杂的模型操作将会给予更大的升值以及推动创造力。电路分析方法需要一定程度的实践来获得熟悉,但他们是一个宝贵的工具在任何级别的电路设计快速球场测量检查。
基本电路分析方法
电路分析始于一个传奇方程电磁学领域本身的同义词:欧姆定律。欧姆定律有关三个基本参数被动和线性系统分析管理基本的电子操作。开云体育刀塔2而阻力是至关重要的,我们会让其表面作为比例因子给电流和电压之间的比例关系。电流和电压是内在联系;电磁学的定义的一个方面是它的二元性,和这两个,分别代表了“个人”磁和电的贡献。
基尔霍夫定律遵循欧姆定律的基础网络分析技术。不出所料,基尔霍夫定律用电流或电压和其他操纵方程定义:
- 基尔霍夫结规则,也称为基尔霍夫第一定律和基尔霍夫电流定律(氯化钾)指出,在任何一个节点(两个或多个组件之间的连接点),所有的电流流入的节点必须等于所有当前节点的流出。即,所有当前分支流入和流出节点的总和必须为零。一个节点连接只有两个组件的平凡解是氯化钾,电流和电流是相同的。因此,节点有三个或多个组件被称为基本节点和节点分析的主题。
- 基尔霍夫回路法,也称为基尔霍夫第二定律和基尔霍夫电压定律(在任一瞬间),评估的闭环电压之和为零。说得更明白点说,潜在的变化进行顺时针或逆时针围绕一个闭路和到达同一位置是零。类似于节点/重要节点的二分法,在任一瞬间构建网格从树枝和重要的分支电路电流:前连接任何连续两个或两个以上的节点,而后者开始和结束在一个重要的节点没有任何求情至关重要的节点。
这些规则被广泛使用和非常有用,但它是有价值的,理解他们的缺点。两个规则操作与集总参数电路元件模型,忽略了寄生的理想化的组件。直流,这个假设是微不足道的,但是交流频率颠覆模型由于磁漏和电荷密度进化。
工程师如何决定是否应用在任一瞬间或氯化钾?假设方程代表电路和代数是声音,两种格式将到达补充答案(氯化钾产量在一个节点电压,而在任一瞬间提供电流通过一个分支)。激励因素应该最少数量的方程解决电路未知数。这不仅是更有利的方法,需要额外的方程得出相同的答案,但更多的方程也复合误差的概率在描述方程或抄录矩阵解算器。确定最佳行动会有经验,但识别出错(独家相邻节点之间的电压源)和supermeshes(两个相邻节点之间的电流源)是一个伟大的第一步之前减少网络的复杂性决定节点或啮合分析。
对于某些电路类变换使易于分析
尽管氯化钾和在任一瞬间是不可或缺的,电路包含许多离散元素可以迅速压倒公式——只应用基尔霍夫定律甚至适度现代电路将导致无数的术语来跟踪没有计算机模拟的援助。供人类使用,需要一个更好的模型,可以封装电路的关键属性:输入等效电路,它可以简化网络下电阻和电压或电流,根据算法:
- 戴维南-戴维南等效电路的定义是由电压源串联电阻和开路电压。
- Mayer-Norton -一个Mayer-Norton等效电路被定义为一个电流源,并联电阻和开路电压。
类似于节点/网格分析,戴维南和Mayer-Norton等效电路是互补,形成基于源转换;一个电压源串联电阻可以代替一个电流源并联电阻(反之亦然)。注意,因为源转换,戴维南阻力和Mayer-Norton阻力是相同的。源之间的转换能力可以极大地帮助的能力迅速使平凡电路分为两个理想值捕获整个电路的响应所看到的负载。
源转换和戴维南/ Mayer-Norton等价物并不是部署在所有情况下。电压和电流源的依赖——依靠电路在电压或电流作为输入,可能会阻止使用一个或多个用例概述如下:
戴维南等效的开路电压(通常使用氯化钾)和短路电流,在电流计算输出终端时做空。戴维南电阻可以开路电压和短路电流的计算。不能执行电路时只包含资源的依赖。
源转换产生一Mayer-Norton戴维南等效电路。只能执行独立的来源。
替换所有电压源和一个简短的所有当前以开放的来源,然后通过调查确定戴维南电阻的电路终端和结合串联和并联电阻。一个等效电路可以由求解开路电压和短路电流。只能执行独立的来源。
戴维南电阻也可以由应用适当的短/中开放,独立的来源3和插入一个开放终端的测试电压电路包含相关的来源。从那里,开路电压和短路电流可获得1中概述。
电路的元素约束分析方法
理解电路分析方法的关键之一是有点抽象,但应用程序已经在前一节。出现由于线性叠加原理,指出独立源可以替换为一个开放的(当前)或短(电压)分离单个源的反应。可以按顺序对所有剩余的来源,和个人的贡献可以总结发现的总响应电路与所有来源同时活跃。
重要的是,叠加原理只适用于线性电路或电路具有相加性和同质性。尽管这些概念有助于证明线性,它更容易识别电路线性或非线性的研究其组件:电阻、电容器、电感器和运算放大器构成的线性电路的基础。需要澄清的是,叠加只适用于理想化的形式的上述元素,但近似用手不需要那么严格的更密集的计算的时间和缓解。
线性的好处并没有就此结束,然而。翻译到频域,特别是拉普拉斯和傅里叶变换,可以代替微分方程与基本的代数运营商和其他相对复杂的表达式。非线性电路,另一方面,需要数学模型作为近似;虽然高度精确,他们更要求从资源的角度来看。
支持高级仿真和分析与节奏
航空分析方法是巨大的:工程师应该知道哪些技术可行的取决于电路的参数。介绍主题如氯化钾/在任一瞬间和源转换为电路分析提供基础但可能动摇在处理更广泛的设计。的电路更适合详尽的方法,节奏提供了行业领先的PCB设计和分析软件从示意图,可以很容易地集成和进步模拟。从那里,OrCAD PCB设计者提供了一个易于使用的接口,加快布局过程,并同时记录董事会制造错综复杂。
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