使用模拟电路的小信号分析

当大多数人看电子设备的方程,他们通常只是想插入的值来确定电路的行为。如果你的年龄而花时间在数学和科学课程,你可能习惯于这样做。然而,还有其他分析技术,您可以使用加速电路分析。

在某些情况下,即当你使用非线性电路或多端口网络,电路的行为可能不是那么明显和手工计算过程一切变得棘手。这是小信号分析成为研究的关键电路使用SPICE-based模拟器的行为。

交流分析和仿真技术

有很多交流分析和仿真技术用于检查一个线性或非线性电路的行为。可以说,最常见的是一个交流频率扫描,一个司机正在席卷了一系列的频率在指定的值增量。我们的目标是检查电路如何回应不同的频率。

非线性和有源电路元素,尤其是与任意的电压/电流源频率扫描分析变得复杂。特别是Gauss-Jordan技术用于香料模拟只能用于AC线性电路的分析。因此,研究非线性电路的交流行为需要不同的技术比直流回路中使用。

这是小信号分析。在这个分析中,非线性电路元素是近似为线性电路元素。这立即使非线性元素服从同一Gauss-Jordan用于电路分析的技术。请注意,这仅适用于分析的直流分析;非线性元素在一个特定的行为必须首先确定直流偏压,和行为交流驱动接近这个直流值可以确定使用线性近似。

直流分析用于小信号分析是为什么呢?

为什么一个直流值要求吗?这不是一个AC分析技术吗?必须这样做,因为之间的非线性电路的响应电压范围(V1到V2)响应是不同的在不同的电压范围(说,V2 V3)。关键是确定电路的行为随着AC驱动电压的变化在某些特定范围内的值。这就是为什么电路必须在一个特定的分析直流电压之前检查行为在一个交流电压。

实现小信号分析的关键是先选择一个直流偏置价值和分析电路的行为。目标是确定互阻(跨导的倒数)非线性电路元素在这个特殊的直流偏压。一旦你知道每个非线性元素的跨导,可以重建电路为一组线性元素互阻电阻的倒数。

在这里,可以找到给定电路元件的线性近似用泰勒级数近似。小信号分析依赖于这个近似在你选择直流偏压值;让我们称之为美国当前的任何设备的输出电压可以写成一个函数的输入直流电压U V和选定的直流偏压使用泰勒级数:

泰勒级数的输出非线性设备在小信号分析

然后互阻等于输入电压的电流输出的比例:

附近的互阻直流偏压U

这应该是明显的优点:电路元件就像一个电阻与上面的互阻计算任何值的输入电压V, V是接近美国这意味着你现在可以使用这个等效电阻在一个典型的交流分析。在这个分析中,您会模拟一个AC驱动电压的直流驱动电压,这样您就可以看到当前对交流电压在一定范围的值。

与更复杂的电路元件,如晶体管、放大器、真空管,或其他设备,您可能需要计算其他一些抗性正确创建一个等价的线性电路元件用于小信号分析。有大量的文献在这个问题上,和不同的模型需要不同的参数来提供一个精确的计算。

其它影响:电容和互阻抗

如果您熟悉半导体器件,那么你知道门和结电流之间存在于各种设备,而这些设备影响交换行为和交流响应。因此,你需要确定设备的等效电容通过考虑总电荷移动设备在一个特定的电流。然后,您可以创建一个等效线性模型计算互阻抗的电路元件,再一次,只是阻抗值在一个特定的输入电压。

半导体设备,你将需要考虑远期交通时间(或反向运输时间,如果驱动在反向偏压电荷载体通过不同地区的设备计算总电荷由于流动的电流。再加上电荷存储在设备中的所有其他电容地区,和你有一个函数的总电荷。你可以计算出等效电容的设备对输入电压的导数。

一旦你知道你特定的等效电容直流偏压,然后您可以定义的互阻抗通常使用的电容值。一旦你开始检查交流直流偏压变化,互阻抗会影响电路中电压和电流之间的相位差。

小信号分析需要一些工作来确定仿真参数,但是你可以加快你的仿真与模拟SPICE-based包。的OrCAD PSpice软件模拟器从节奏帮助你快速找到电路的直流偏置点,你无须做任何手动计算。这有助于让你的道路上进行交流分析发现了PSpice软件在直流条件。这种独特的包是适应复杂PCB设计直接与你的示意图和接口数据。

如果你想了解更多关于节奏的解决方案给你,跟我们和我们的专家团队。