和高中的基本電學相比,大學的模電完全不是一個級別,相信很多小伙伴已經處于水深火熱之中了,其實模電那么難理解可以總結成一個詞:抽象!
其中模電書里面最為頭疼的就是“等效模型”!
那什么是等效模型?
簡單來講,等效模型就是為了簡化復雜的系統和對象,盡量和源系統保持一致性,從而降低計算的難度和設計的難度的一種模型。
比如說三極管中的結電容,在實際中我們很難看得到,難道要把整個三極管解刨開來然后用放大鏡去看嗎?顯然是不現實的,但是這個三極管中的結電容在使用中又不能忽略,對于看不到,摸不著,認知里面又沒有的事物,理解起來是非常困難的,所以科學家就提出了“等效模型”這個概念來幫助大伙去理解和計算。
那該怎么去掌握“等效模型”呢?
首先來看一個簡單的等效模型,就是PCB中一根普通的“走線”
在沒有接觸模電之前,我們的認知中,導線就單純就是一根導線,就是僅僅只存在“電阻”,保留載流能力和寬度,還有長度等等之類的表面參數。
但是以上的結論得以實現驗證,是存在一個條件的,那就是在“直流電”的前提下,也就是沒有頻率的情況下,導線才是單純的導線。
而在有頻率的信號下或者交流電的情況下,導線就不單純是導線了,而是存在等效電感,等效電容了,如下圖所示:
那導線就和電阻的特性是類似的,也會存在阻抗,對于阻抗不理解的小伙伴,可以戳下面這篇文章:
在高速電路中,頻率較快的信號通過導線時,導線中的寄生電感和寄生電容就會對信號的傳輸產生影響了,在此背景下,等效模型就能很好的反映出這個抽象的“概念”了。
那怎么才能畫出正確的等效模型呢?以下兩個方法僅供參考。
(1)理解原理,簡化電路
比如下面這張圖:
那該怎么把上面這張圖給簡化掉,然后畫出等效模型呢?
從上面中,我們可以看得出來L3是被a和b之間的導線給短路了。
那L3就可以當成不存在了,簡化之后的電路如下:
(2)節點合并,透過現象看本質
比如下面這張圖:
我們重點關注A,B,C,D這4個節點,有沒有發現,其實A和C,B和D都是由于中間的對角線連在一起的,那是不是就可以這樣轉換,C=A,D=B。則可以得到下面這張等效圖:
我們直接把右邊的C和D換成了A和B。
再思考深一點 ,那從A點出發的是不是都會經過R1,R2,R3,R4等4個電阻,如下走向所示:
那同理,A點出發后經過電阻R1,R2,R3,R4后是不是都回到了B節點,走向如下所示:
所以,最終的等效圖如下:
這個等效圖是不是就簡單多了。
當然了,還有很多的方法,在這就不一一列出來了,比如:節點移動法,元件拆除法,電流走向法,拽拉導線法,伸縮導線法等等等,核心思想都是一樣:簡化電路,降低計算難度!