電路的暫態(tài)過程在實(shí)際工程中的應(yīng)用實(shí)例

1、電路的暫態(tài)過程在實(shí)際工程中的應(yīng)用實(shí)例。1.1.汽車點(diǎn)火系統(tǒng)汽車點(diǎn)火系統(tǒng)汽車點(diǎn)火電路時(shí)給予RLC電路暫態(tài)響應(yīng)的原理工作的。在點(diǎn)火電路中，通過開關(guān)的動(dòng)作使電感線圈中產(chǎn)生一個(gè)快速變化的電流，電感線圈通常稱作點(diǎn)火線圈，點(diǎn)火線圈有兩個(gè)串聯(lián)的磁耦合線圈著稱，又稱為自耦合變壓器，其中與電池相連的線圈稱作初級(jí)線圈，與火花塞相連的線圈成為次級(jí)線圈。初級(jí)線圈上電流的快速變化通過磁耦合（互感）使次級(jí)線圈上產(chǎn)生一個(gè)高電壓，其峰值可達(dá)到20~40kV，這一高壓將

2、在火花塞的間隙間產(chǎn)生一個(gè)電火花，從而點(diǎn)燃?xì)飧字械挠蜌饣旌衔?。如圖所示，此為簡(jiǎn)化電路圖。2.2.文氏橋和運(yùn)放構(gòu)成的正弦波振蕩器文氏橋和運(yùn)放構(gòu)成的正弦波振蕩器文氏橋正弦波振蕩器是一種經(jīng)典式RC振蕩器它在低頻范圍內(nèi)有著廣泛的用途。在新器件不斷出現(xiàn)的今天從理論和實(shí)踐上再來探討它對(duì)其發(fā)展和應(yīng)用是有益的。1理論分析文氏橋正弦波振蕩器的基本形式如圖1所示它有反饋網(wǎng)絡(luò)和放大器兩部分組成。在大連水產(chǎn)學(xué)院學(xué)報(bào)第8卷用晶體管構(gòu)成放大器時(shí)需要二級(jí)而采用新型器件

3、集成運(yùn)算放大器只需要一級(jí)用一個(gè)運(yùn)放就可以滿足正反饋的要求。選頻網(wǎng)絡(luò)在文氏橋振蕩器中反饋網(wǎng)絡(luò)由選頻網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)。它的主要作用是只讓單一頻率滿足振蕩條件以產(chǎn)生單一頻率正弦波。選頻網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)電阻Rl、RZ和兩個(gè)電容器C、cZ構(gòu)成其聯(lián)接形式可以有圖2所示的三種形式圖l文氏橋振蕩器的組成圖2選頻網(wǎng)絡(luò)的3種聯(lián)接形式通常為了方便使Rl一RZ1十SCRsC一RC、一CZ一C。文氏橋正弦波振蕩器主要用于測(cè)量、遙控、通信、自動(dòng)控制、熱處理和超聲波電焊等加工設(shè)備

4、之中，也作為模擬電子電路的測(cè)試信號(hào)。例如函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，數(shù)控等。3.3.二階低通濾波器二階低通濾波器任何高階濾波器都可由一階和二階濾波器級(jí)聯(lián)而成。對(duì)于N階為偶數(shù)的高階濾波器，目前進(jìn)入我國(guó)并具有廣泛影響的EDA軟件是系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助類軟件和可編程芯片輔助設(shè)計(jì)軟件：Protel、AltiumDesigner、PSPICE、multisim12(原EWB的最新版本)、CAD、PCAD、LSIIogic、MicroSim、ISE、modelsim、

5、Matlab等等。這些工具都有較強(qiáng)的功能，一般可用于幾個(gè)方面，例如很多軟件都可以進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與仿真，同時(shí)還可以進(jìn)行PCB自動(dòng)布局布線，可輸出多種網(wǎng)表文件與第三方軟件接口。下面按主要功能或主要應(yīng)用場(chǎng)合，分為電路設(shè)計(jì)與仿真工具、PCB設(shè)計(jì)軟件、IC設(shè)計(jì)軟件、PLD設(shè)計(jì)工具及其它EDA軟件，進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。3.1電子電路設(shè)計(jì)與仿真工具電子電路設(shè)計(jì)與仿真工具包括SPICEPSPICE；multiSIM7；Matlab；SystemView；MMI

6、CADLiveWire、Edison、TinaProBrightSpark等。下面簡(jiǎn)單介紹前三個(gè)軟件。①SPICE（SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis）：是由美國(guó)加州大學(xué)推出的電路分析仿真軟件，是20世紀(jì)80年代世界上應(yīng)用最廣的電路設(shè)計(jì)軟件，1998年被定為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。1984年，美國(guó)MicroSim公司推出了基于SPICE的微機(jī)版PSPICE（PersonalSPICE）。現(xiàn)

7、在用得較多的是PSPICE6.2，可以說在同類產(chǎn)品中，它是功能最為強(qiáng)大的模擬和數(shù)字電路混合仿真EDA軟件，在國(guó)內(nèi)普遍使用。最新推出了PSPICE9.1版本。它可以進(jìn)行各種各樣的電路仿真、激勵(lì)建立、溫度與噪聲分析、模擬控制、波形輸出、數(shù)據(jù)輸出、并在同一窗口內(nèi)同時(shí)顯示模擬與數(shù)字的仿真結(jié)果。無(wú)論對(duì)哪種器件哪些電路進(jìn)行仿真，都可以得到精確的仿真結(jié)果，并可以自行建立元器件及元器件庫(kù)。②multiSIM（EWB的最新版本）軟件：是Interacti

8、veImageTechnologiesLtd在20世紀(jì)末推出的電路仿真軟件。其最新版本為multiSIM13，目前普遍使用的是multiSIM2001，相對(duì)于其它EDA軟件，它具有更加形象直觀的人機(jī)交互界面，特別是其儀器儀表庫(kù)中的各儀器儀表與操作真實(shí)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際儀器儀表完全沒有兩樣，但它對(duì)模數(shù)電路的混合仿真功能卻毫不遜色，幾乎能夠100%地仿真出真實(shí)電路的結(jié)果，并且它在儀器儀表庫(kù)中還提供了萬(wàn)用表、信號(hào)發(fā)生器、瓦特表、雙蹤示波器（對(duì)于mu

9、ltiSIM7還具有四蹤示波器）、波特儀（相當(dāng)實(shí)際中的掃頻儀）、字信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換儀、失真度分析儀、頻譜分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀和電壓表及電流表等儀器儀表。還提供了我們?nèi)粘３Ｒ姷母鞣N建模精確的元器件，比如電阻、電容、電感、三極管、二極管、繼電器、可控硅、數(shù)碼管等等。模擬集成電路方面有各種運(yùn)算放大器、其他常用集成電路。數(shù)字電路方面有74系列集成電路、4000系列集成電路、等等還支持自制元器件。MultiSIM7還具有IV分析儀（

10、相當(dāng)于真實(shí)環(huán)境中的晶體管特性圖示儀）和Agilent信號(hào)發(fā)生器、Agilent萬(wàn)用表、Agilent示波器和動(dòng)態(tài)邏輯平筆等。同時(shí)它還能進(jìn)行VHDL仿真和VerilogHDL仿真。③MATLAB產(chǎn)品族：它們的一大特性是有眾多的面向具體應(yīng)用的工具箱和仿真塊，包含了完整的函數(shù)集用來對(duì)圖像信號(hào)處理、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等特殊應(yīng)用進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。它具有數(shù)據(jù)采集、報(bào)告生成和MATLAB語(yǔ)言編程產(chǎn)生獨(dú)立CC代碼等功能。MATLAB產(chǎn)品族具有下列功能

11、：數(shù)據(jù)分析；數(shù)值和符號(hào)計(jì)算、工程與科學(xué)繪圖；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；數(shù)字圖像信號(hào)處理；財(cái)務(wù)工程；建模、仿真、原型開發(fā)；應(yīng)用開發(fā)；圖形用戶界面設(shè)計(jì)等。MATLAB產(chǎn)品族被廣泛應(yīng)用于信號(hào)與圖像處理、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、通訊系統(tǒng)仿真等諸多領(lǐng)域。開放式的結(jié)構(gòu)使MATLAB產(chǎn)品族很容易針對(duì)特定的需求進(jìn)行擴(kuò)充，從而在不斷深化對(duì)問題的認(rèn)識(shí)同時(shí)，提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力。3.2PCB設(shè)計(jì)軟件PCB（PrintedCircuitBoard）設(shè)計(jì)軟件種類很多，如Protel、Al