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技術(shù)專題
電路設(shè)計中的疊加定理
本文主要運用疊加定理來介紹電路設(shè)計中的獨立來源。
線性電路具有超校準能力
在電路設(shè)計中，疊加定理非常重要，也是我的最擅長的。該定理顯示為：
“線性雙邊網(wǎng)絡(luò)中任何電路元件中的電流或跨任何元件的電壓是每種能源分別產(chǎn)生的電流或電壓的代數(shù)和?！?span>
從最基本的意義上講，疊加定理告訴我們?nèi)绾吻蠼饩哂卸鄠€獨立源的電路。使用這種方法，我們可以一一考慮源的影響。具有n個獨立源的電路需要求解n個獨立的電路。
盡管對于在求解復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)時避免聯(lián)立方程，疊加定理似乎是正確的，但它僅適用于線性電路和線性電路響應(yīng)。當(dāng)我們想到歐姆定律時，我們正在使用線性組件，例如電阻，電感和電容，它們相對于電流和電壓保持恒定。對于任何給定的輸入，任何線性電路（無論是電阻性，電感性還是電容性）都具有成比例的輸出。線性響應(yīng)表示流經(jīng)任何支路的電流和跨任何組件的壓降。
疊加定理具有超級Duper等級
疊加通過分壓，分流，串并聯(lián)組合和歐姆定律發(fā)生。為了分析每個信號源對電路的影響，我們必須將其他信號源的所有值都設(shè)置為零。我們可以通過將每個電壓源替換為短路并將每個電流源替換為開路來實現(xiàn)此目的。在考慮了每個源之后，我們可以通過疊加每個分量電流或電壓來發(fā)現(xiàn)一個元件的總電流或電壓。
我們可以使用疊加定理找到圖1所示電路中流動的電流。
圖一
從左手源引起的電流開始，我們可以獲得幾個電流。電路中的總電阻（RT）等于：
RT = 2 +（3 x 6）/ 9 =4Ω和
I4 = 4v /4Ω= 1A
如圖2所示，我們可以使用電流除法來繼續(xù)增加兩個電流值：
I5 =（6/9）x I4 = 0.667A，I6為
I6 = 0.333安
圖二
求解左側(cè)電源后，我們可以確定右側(cè)電源的電流。如圖三所示，RT =
6 +（2 x 3）/ 5 = 6 + 1.2 =7.2Ω
而
I7 = 6 v /7.2Ω= 0.833A
再次使用電流分配，我們可以確定I8和I9電流的值。
I8 =（2/5）x I7 = 0.333A
I9 = 0.5A
從那里，我們可以確定流過2Ω電阻的電流。
I1 = I4 + I9 = 1.0 + 0.5 = 1.5A
以及I2和I3的值
I2 = -I6 – I7 = -0.333 – 0.833 = -1.166A
I3 = -I5 + I8 = -0.667 + 0.333 = -0.334A
圖三
超人有時也會失去力量
rypto定理的石是僅當(dāng)電壓，電流和電阻之間存在線性關(guān)系時才適用。由于電阻器中的功率損耗是由平方關(guān)系產(chǎn)生的，因此我們可以通過疊加功率損耗來計算功率。相反，我們必須根據(jù)總電壓或電流值來計算功率。以圖1中的2Ω電阻為例，該電阻的功率不等于：
P = [（I2 + I4）x 2] + [I2 + I9 x（1）2 x 2] + 0.52 x 2 = 2 + 0.5 = 2.5瓦
相反，我們必須使用以下計算來確定2Ω電阻的功率。
P =（I2 x I1）x 2 = 1.52 x 2 = 4.5瓦
驗證對于任何電路設(shè)計都很重要。作為電路設(shè)計工程師和設(shè)計團隊，為了使您的電子產(chǎn)品盡可能少地出現(xiàn)錯誤或漏洞，將其投入生產(chǎn)，與電路仿真工具保持緊密聯(lián)系是至關(guān)重要的。了解疊加定理會有所幫助；但是，擁有可以在整個設(shè)計過程中為您準確可靠地模擬這些結(jié)果的工具非常寶貴。