對于硬件電路來說,我們面對的電路主要可以分為兩種類型。
第一種是有限輸出狀態(tài)類型,對于這種類型的電路,給定一個輸入,它會產(chǎn)生一個輸出,但這個輸出處于一種比較粗糙的狀態(tài)。
比如比較器,隨著輸入電壓的高低,輸出會產(chǎn)生一個被認為是“0”或“1”的輸出,而代表“0”或“1”的電壓會隨不同的數(shù)字電路類型有所區(qū)別,但不論是哪種數(shù)字電路,對代表“0”或“1”的電壓都不會是一個精確的值,而會是一個比較寬的范圍。
比如將三極管用做開關(guān)的電路,給定一個輸入電壓,三極管可能導通也可能截止,流過的電流在設(shè)計正確的情況下,通常由外部負載所決定,而不會由輸入的電壓決定。對于這樣的電路,通常我們只需要簡單的分析就會得到輸出,也不會出現(xiàn)太多的意外情況。
比如對于比較器來說,輸出一個“0.5”或者對于三極管來說處于放大的狀態(tài)。對于這種開環(huán)類型的電路,給定輸入,輸出是有限的可預期的狀態(tài)中的一種,在比較低的頻率下,簡單的以示波器上隨時間變化的波形為基礎(chǔ)進行時域分析通常就足夠了。
第二種類型的電路,則是輸出連續(xù)變化的類型,它可以是復雜些的閉環(huán)狀態(tài)的電路,也可以是簡單些的RC或者RLC電路。通常會要求輸出會隨輸入連續(xù)變化,且是一個可預期的、滿足一定精度要求的、穩(wěn)定的響應。這個時候簡單的時域分析已不能滿足我們分析電路的要求。我們要進入另一個角度來分析電路,也就是頻域。對于絕大部分硬件電路工程師來說,其實都無法避免第二種類型的電路,也在不知不覺中進行一些必要的頻域的分析。
第二種類型的電路就是我們常說的模擬電路。對于模擬電路來說,它的難點一個是對各種電子元器件紛繁復雜特性的學習與掌握,另一個是對分析模擬電路的方法進行學習掌握。有了這兩個基礎(chǔ)以后才有可能真正的進入模擬世界,進行模擬電路的設(shè)計,而不是處于一種霧里看花,懵懵懂懂的狀態(tài)。
模擬電路涉及到的分析方法,其實有一套完整的理論基礎(chǔ)進行支撐,LTI系統(tǒng)、卷積、傅里葉變換、拉普拉斯變換、傳遞函數(shù)、零極點、頻率響應、S域等等。針對模擬電路的分析方法,以掌握必要的時域分方法和頻域分析方法為目的。但又不僅僅直接局限于這兩個明確的目標,而是掌握兩個分析方法背后的更多的內(nèi)容,以更好的認識所面對的電路,以能夠在模擬電路里走的更遠。
原文標題:如何學習模擬電路?它的分析方法是什么?
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