如何进行线性电路分析

关键的外卖

• 理解电路线性的概念。

• 学习如何执行线性电路分析。

• 确定ac驱动电路是否是线性的。

我有吹气球的恐惧症，自从小时候一个气球在我脸上爆炸后。虽然向气球里吹更多的空气很容易让它膨胀，但在它最终爆裂之前，很难估计何时停止。

这类似于将电流和电压放在电路中——了解它们之间的关系以及它们将如何影响电路的性能是至关重要的。这就是为什么在PCB设计过程中，理解电路线性度和执行线性电路分析是很重要的。

什么是电路线性?

在进行线性电路分析之前，您需要了解电路的线性度。在电子学中，线性电路由电阻器内产生电压和电流成比例关系的元件组成。

电阻器被认为是线性元件。当置于电路中时，通过电阻器的电流与流过电阻器的电压成比例地变化。电压和电流之间的关系可以用ax + b = 0的线性方程表示。电感器和电容器也被认为是线性元件。

电阻中电压和电流之间的关系。

非线性电路呢?它如何对当前的变化做出反应?这种电路由一个或多个非线性元件组成，不满足线性方程。对一个参数所做的更改不会按比例反映在另一个参数中。的二极管就是一个很好的例子。

二极管的非线性I-V曲线。

考虑上面二极管的I-V图。当正向偏置驱动时，没有电流在0V到结电压之间流动，对于硅胶来说，这大约是0.7V。一旦电压超过结电压，电流急剧上升。

二极管在反向偏置配置下驱动时也表现出非线性，与大击穿电流形成对比的是少量泄漏。其他非线性元件包括晶体管、变压器和可控硅。

线性电路对于任何时间常数都是可解的。然而，非线性电路有许多解，或者根本没有解。

线性电路分析

分析一个线性电路需要基本的电子知识，特别是在欧姆定律和基尔霍夫定律。欧姆定律用以下公式定义了电压、电流和电阻的关系:

V = ir

当其中任意两个参数已知时，就可以计算出第三个参数。

通常，线性电路由串联、并联或两者结合的许多元件组成。这时基尔霍夫定律就有用了。第一个基尔霍夫定律基尔霍夫电流定律，表示进入节点的总电流等于离开节点的总电流。

基尔霍夫电压电流定律

同时，基尔霍夫第二定律，或基尔霍夫电压定律，指出闭环中所有电位差的和等于零。通过使用这两个基尔霍夫定律，您可以通过为每个子电路建立方程来求解复杂的线性电路。

举个例子。

一个线性电路的例子。

上述电路由并联排列的电阻组成。当电压和电阻已知时，就可以计算出流向每个回路的电流。

根据KVL，每个循环可以定义两个方程:

因此，I1和I2可求解如下:

应用KCL，由以下公式可知。

ac驱动电路是线性的吗?

通常,AC-driven电路可能被误认为是非线性的，因为决定电路线性度的基础是电压和电流之间的关系。虽然交流信号随时间变化，但它仍然在电阻、电容和电感等元件之间呈现线性关系。因此，交流驱动电路是线性的。

虽然线性电路分析相当简单，但当你有一层嵌套的子电路时，计算可能会很乏味。你会节省宝贵的时间使用正确的软件．Cadence PSpice设计师是一个完整的前到后的设计工具，使快速和高效电路分析．

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