Bài giảng Phân tích mạch bằng máy tính

Chương 4 PHÂN TÍCH MẠCH BẰNG MÁY TÍNH Nội dung • Bài toán phân tích mạch bằng máy tính • Các mô hình cơ bản của mạch tuyến tính bất biến • Các định lý topo • Các định luật Kirrchoff dưới dạng ma trận • Phương pháp dòng điện vòng • Phương pháp điện áp nút Bài toán phân tích mạch bằng máy tính • Dữ liệu đầu vào – Graph của mạch điện – Các thông số cơ bản đặc trưng cho các phần tử 2 cực và bốn cực • Phương pháp phân tích – Sử dụng các ma trân topo để thiết lập hệ phương trình mạch điện dưới dạng ma trận – Giải hệ phương trình mạch điện • Công cụ phân tích mạch bằng máy tính – MatLab – PSpice • Biểu diễn kết quả phân tích và mô phỏng – Các biểu đồ thời gian, tần số, các điểm cực, điểm không – Đồ thị bode Các mô hình cơ bản của mạch tuyến tính bất biến • Các phần tử 2 cực thụ động – Điện trở – Điện cảm – Tụ điện • Các phần tử 2 cực tích cực – Nguồn dòng lý tưởng – Nguồn áp lý tưởng – Nguồn thực tế • Các 4 cực thụ động – Biến áp lý tưởng – Girato Các mô hình cơ bản của mạch tuyến tính bất biến • Các 4 cực tích cực – Nguồn áp điều khiển bằng áp VCVS – Nguồn dòng điều khiển bằng áp VCCS – Nguồn dòng điều khiển bằng dòng CCCS – Nguồn áp điều khiển bằng dòng CCVS – Biến đổi trở kháng âm NIC – Mạch khuếch đại thuật toán – Transistor Các mô hình cơ bản của mạch tuyến tính bất biến • Các phần tử phi tuyến – Điện trở – Điện cảm – Tụ điện • Tính chất tuyến tính và bất biến • Tính chất ổn định và nhân quả • Tính thụ động và tích cực Các định lý topo • Trong một mạch điện có N nút, M nhánh và V vòng cơ bản thì M=N+V-1 • Ứng với 1 cây của mạch điện thì số vòng cơ bản bằng số bù cây Các ma trận topo • Ma trận nút A • Ma trận mạch B • Ma trận vết cắt V Các định luật Kirrchoff với ma trận topo • Định luật Kirrchoff 1 – A.inh = 0 – Q.inh = 0 • Định luật Kirrchoff 2 – B.unh = 0 • Định lý topo – B.QT = 0 – Q.BT = 0 – B.AT = 0 – A.BT = 0 Phương pháp điện áp nút • Công thức biến đổi nút – Unh = AT.uN. • Thành lập ma trận YN. • Thành lập ma trận IngN. • Hệ phương trình điện áp nút – YN.uN = IngN. Với YN = A. Yb.AT Và IngN = A(Ing-Yb.E) Phương pháp điện áp nút • Cách thành lập trực tiếp ma trận dẫn nạp nút • Cách thành lập trực tiếp ma trận nguồn dòng nút • Thuật toán đưa ma trận về dạng bậc thang Phương pháp dòng điện vòng • Công thức biến đổi vòng – inh = BT.ib. • Hệ phương trình dòng điện vòng • Zv.iv = Ev – Zv = B. ZN.BT – Ev = B.Enh Phương pháp vết cắt • Công thức biến vết cắt – unh = QT.uc. • Hệ phương trình vết cắt – YQ.uc = Ingvc – YQ = Q. Yb.QT – Ingvc = Q.Ingvc Sử dụng MatLab Simulink PSpice Bài tập