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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,基本沒有進(jìn)行過元器件的選型計(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)大的高級硬件工程師可能還習(xí)慣在筆記本上一筆一畫的用筆去計(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。
MathCAD 可輔助設(shè)計(jì)與優(yōu)化常見的電路模塊，如低通、高通濾波器或運(yùn)算放大器電路。通過公式建模與優(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)例說明
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)定義幅頻函數(shù)以及相頻函數(shù)：
5.繪制幅頻曲線：
6.繪制相頻曲線：
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)我們在mathCAD對電路進(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，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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