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如何進行線性電路分析
這類似于在電路中放置電流和電壓的情況-了解它們之間的關系以及它們將如何影響電路性能至關重要。這就是為什么在PCB設計過程中理解電路線性和進行線性電路分析很重要的原因。
什么是電路線性度？
在進行線性電路分析之前，您需要了解電路線性。在電子產品中，線性電路由電阻器內的元件組成，這些元件導致電壓和電流之間成比例關系。
電阻被認為是線性元件。當放置在電路中時，流經電阻的電流與降落在其兩端的電壓成比例地變化。電壓和電流之間的關系可以用ax + b = 0的線性方程式表示。電感器和電容器也被認為是線性元件。
電阻器中電壓和電流之間的關系。
非線性電路呢？它如何應對當前變化？這種類型的電路由一個或多個不滿足線性方程式的非線性組件組成。對一個參數所做的更改不會按比例反映在另一個參數中。該二極管是一個很好的例子。
二極管的非線性IV曲線。
考慮以上二極管的IV圖。以正向偏置驅動時，沒有電流在0V至結電壓之間流動，對于硅樹脂，該電壓約為0.7V。一旦電壓超過結電壓，電流就會急劇上升。
當以反向偏置配置驅動時，二極管還表現出非線性特性，與大擊穿電流相比，泄漏量小。其他非線性元件包括晶體管，變壓器和SCR。
線性電路可在任何時間常數下求解。但是，非線性電路有很多解決方案，或者根本沒有解決方案。
執行線性電路分析
分析線性電路需要基本的電子知識，尤其是歐姆定律和基爾霍夫定律。歐姆定律使用以下公式定義電壓，電流和電阻的關系：
V =紅外
當任何兩個參數已知時，就可以計算出第三個參數。
通常，線性電路由串聯，并聯或兩者結合的許多元件組成。這是基爾霍夫定律變得有用的時候。第一條基爾霍夫定律，即基爾霍夫電流定律，規定進入節點的總電流等于離開節點的總電流。
基爾霍夫的電壓和電流定律
同時，第二個基爾霍夫定律或基爾霍夫的電壓定律指出，閉環中所有電位差的總和等于零。通過使用兩個基爾霍夫定律，您可以通過為每個子電路建立方程來求解復雜的線性電路。
這是一個例子。
線性電路的例子。
以上電路由以并聯串聯配置的電阻組成。當電壓和電阻已知時，可以計算流到每個環路的電流。
根據KVL，每個循環的兩個方程式可以這樣定義：
因此，I1和I2可以按以下方式求解：
應用KCL，通過以下等式可知。
交流驅動電路是線性的嗎？
通常，將交流驅動電路誤認為是非線性的，因為確定電路線性的基礎是電壓和電流之間的關系。盡管交流信號隨時間變化，但它在電阻，電容器和電感器等元件之間仍然呈現線性關系。因此，交流驅動電路是線性的。