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一款硬件工程師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)計(jì)算的神器MathCAD,能計(jì)算,能畫(huà)圖,相見(jiàn)恨晚

硬件那點(diǎn)事兒 ? 2024-11-20 15:16 ? 次閱讀

關(guān)注微信公眾號(hào):硬件那點(diǎn)事兒

Part 01

前言

作為硬件工程師,如果你在做電路設(shè)計(jì)時(shí),進(jìn)行元器件選型都是抄別的人,電容別人用100nF,你也用100nF,電阻別人放1KΩ,你也放1KΩ,基本沒(méi)有進(jìn)行過(guò)元器件的選型計(jì)算,那么你很難提高自己,想要提高自己,就需要去學(xué)習(xí)如何進(jìn)行元器件的選型計(jì)算,關(guān)于計(jì)算方法可以參考我過(guò)往發(fā)布的文章。當(dāng)我們學(xué)會(huì)了器件的選型計(jì)算以后,如何方便,高效的進(jìn)行器件選型計(jì)算呢?很多年紀(jì)大的高級(jí)硬件工程師可能還習(xí)慣在筆記本上一筆一畫(huà)的用筆去計(jì)算,進(jìn)階一點(diǎn)的可能會(huì)用excel去計(jì)算,今天我們就介紹一款超級(jí)好用的方便我們進(jìn)行電路計(jì)算的軟件,它的名字就是MathCAD

MathCAD是一種功能強(qiáng)大的數(shù)學(xué)計(jì)算軟件,廣泛應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)與計(jì)算領(lǐng)域,它結(jié)合了符號(hào)計(jì)算和數(shù)值計(jì)算功能,能夠直觀地表達(dá)電路的數(shù)學(xué)模型和分析過(guò)程。

Part 02

應(yīng)用領(lǐng)域

1.電路方程的建立與求解

MathCAD能夠方便地定義電路中的電壓、電流關(guān)系,通過(guò)輸入基本的電路定律(如歐姆定律、基爾霍夫電流定律和電壓定律),快速建立并求解電路方程。

2.參數(shù)化設(shè)計(jì)

MathCAD支持參數(shù)化建模。工程師可以定義電路參數(shù)(如電阻、電容、電感值等)為變量,通過(guò)調(diào)整變量值,實(shí)時(shí)計(jì)算電路性能的變化,便于優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3.電路特性分析

MathCAD提供強(qiáng)大的繪圖功能,可以直觀地展示電路特性。例如:頻率響應(yīng)(Bode 圖),時(shí)域響應(yīng)(電路的瞬態(tài)分析),功率譜密度分析。

4.濾波器放大器設(shè)計(jì)

MathCAD 可輔助設(shè)計(jì)與優(yōu)化常見(jiàn)的電路模塊,如低通、高通濾波器或運(yùn)算放大器電路。通過(guò)公式建模與優(yōu)化工具,可以精確計(jì)算電路指標(biāo)(如截止頻率、增益)。

Part 03

實(shí)例說(shuō)明

  1. RC濾波電路的頻率響應(yīng)

2.在mathCAD中定義器件參數(shù):

3.定義傳遞函數(shù):

4.基于傳遞函數(shù)定義幅函數(shù)以及相頻函數(shù):

5.繪制頻曲線

6.繪制頻曲線:

下面的是用仿真軟件得到的波特圖:

仿真和理論計(jì)算結(jié)果是一致的。

以下是mathCAD使用教程筆記的一些截圖,需要的文末有獲取方式。

Part 04

總結(jié)

mathCAD這款軟件最大的好處是我們可以把電路中的所有元器件的參數(shù)定義成變量,當(dāng)我們?cè)?span style="letter-spacing: 0.578px;text-align: left;">mathCAD對(duì)電路進(jìn)行一系列計(jì)算之后,我們只需要修改某個(gè)變量的賦值,就能自動(dòng)得到對(duì)應(yīng)修改變量值之后的結(jié)果,并且我們還能繪制電路輸出基于某個(gè)變量變化的曲線,時(shí)髦點(diǎn)的詞就是計(jì)算可視化,直接就省區(qū)了你在紙上變個(gè)參數(shù)重新計(jì)算一遍的麻煩,并且mathCAD里還能粘貼圖片,我們可以直接把我們的電路粘貼到軟件中,保存下來(lái),以后隨用隨取。
大家不清楚怎么安裝,以及如何使用這款軟件進(jìn)行電路計(jì)算的可以在公眾號(hào)回復(fù):mathcad,即可獲得詳細(xì)的mathCAD教程筆記以及安裝包。

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原文標(biāo)題:一款硬件工程師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)計(jì)算的神器MathCAD,能計(jì)算,能畫(huà)圖,相見(jiàn)恨晚

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