電路的暫態(tài)過程在實際工程中的應用實例

1、電路的暫態(tài)過程在實際工程中的應用實例。1.1.汽車點火系統(tǒng)汽車點火系統(tǒng)汽車點火電路時給予RLC電路暫態(tài)響應的原理工作的。在點火電路中，通過開關的動作使電感線圈中產(chǎn)生一個快速變化的電流，電感線圈通常稱作點火線圈，點火線圈有兩個串聯(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線圈，與火花塞相連的線圈成為次級線圈。初級線圈上電流的快速變化通過磁耦合（互感）使次級線圈上產(chǎn)生一個高電壓，其峰值可達到20~40kV，這一高壓將

2、在火花塞的間隙間產(chǎn)生一個電火花，從而點燃氣缸中的油氣混合物。如圖所示，此為簡化電路圖。2.2.文氏橋和運放構成的正弦波振蕩器文氏橋和運放構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有著廣泛的用途。在新器件不斷出現(xiàn)的今天從理論和實踐上再來探討它對其發(fā)展和應用是有益的。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)絡和放大器兩部分組成。在大連水產(chǎn)學院學報第8卷用晶體管構成放大器時需要二級而采用新型器件

3、集成運算放大器只需要一級用一個運放就可以滿足正反饋的要求。選頻網(wǎng)絡在文氏橋振蕩器中反饋網(wǎng)絡由選頻網(wǎng)絡承擔。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)絡由兩個電阻Rl、RZ和兩個電容器C、cZ構成其聯(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量、遙控、通信、自動控制、熱處理和超聲波電焊等加工設備

4、之中，也作為模擬電子電路的測試信號。例如函數(shù)信號發(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聯(lián)而成。對于N階為偶數(shù)的高階濾波器，目前進入我國并具有廣泛影響的EDA軟件是系統(tǒng)設計輔助類軟件和可編程芯片輔助設計軟件：Protel、AltiumDesigner、PSPICE、multisim12(原EWB的最新版本)、CAD、PCAD、LSIIogic、MicroSim、ISE、modelsim、

5、Matlab等等。這些工具都有較強的功能，一般可用于幾個方面，例如很多軟件都可以進行電路設計與仿真，同時還可以進行PCB自動布局布線，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用場合，分為電路設計與仿真工具、PCB設計軟件、IC設計軟件、PLD設計工具及其它EDA軟件，進行簡單介紹。3.1電子電路設計與仿真工具電子電路設計與仿真工具包括SPICEPSPICE；multiSIM7；Matlab；SystemView；MMI

6、CADLiveWire、Edison、TinaProBrightSpark等。下面簡單介紹前三個軟件。①SPICE（SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis）：是由美國加州大學推出的電路分析仿真軟件，是20世紀80年代世界上應用最廣的電路設計軟件，1998年被定為美國國家標準。1984年，美國MicroSim公司推出了基于SPICE的微機版PSPICE（PersonalSPICE）?，F(xiàn)

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

8、veImageTechnologiesLtd在20世紀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，相對于其它EDA軟件，它具有更加形象直觀的人機交互界面，特別是其儀器儀表庫中的各儀器儀表與操作真實實驗中的實際儀器儀表完全沒有兩樣，但它對模數(shù)電路的混合仿真功能卻毫不遜色，幾乎能夠100%地仿真出真實電路的結果，并且它在儀器儀表庫中還提供了萬用表、信號發(fā)生器、瓦特表、雙蹤示波器（對于mu

9、ltiSIM7還具有四蹤示波器）、波特儀（相當實際中的掃頻儀）、字信號發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉換儀、失真度分析儀、頻譜分析儀、網(wǎng)絡分析儀和電壓表及電流表等儀器儀表。還提供了我們日常常見的各種建模精確的元器件，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、相當于真實環(huán)境中的晶體管特性圖示儀）和Agilent信號發(fā)生器、Agilent萬用表、Agilent示波器和動態(tài)邏輯平筆等。同時它還能進行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用的工具箱和仿真塊，包含了完整的函數(shù)集用來對圖像信號處理、控制系統(tǒng)設計、神經(jīng)網(wǎng)絡等特殊應用進行分析和設計。它具有數(shù)據(jù)采集、報告生成和MATLAB語言編程產(chǎn)生獨立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)值和符號計算、工程與科學繪圖；控制系統(tǒng)設計；數(shù)字圖像信號處理；財務工程；建模、仿真、原型開發(fā)；應用開發(fā)；圖形用戶界面設計等。MATLAB產(chǎn)品族被廣泛應用于信號與圖像處理、控制系統(tǒng)設計、通訊系統(tǒng)仿真等諸多領域。開放式的結構使MATLAB產(chǎn)品族很容易針對特定的需求進行擴充，從而在不斷深化對問題的認識同時，提高自身的競爭力。3.2PCB設計軟件PCB（PrintedCircuitBoard）設計軟件種類很多，如Protel、Al