電路創意/我的 CircuitLab 技巧包
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(這是由 Circuit-fantasist 編寫的個人故事)
我是一個“內心有發明家”的人；所以在我開始使用 CircuitLab 模擬器後，我立即開始想出各種巧妙的技巧，這些技巧在模擬器中比在現實中更容易實現。以下是一些技巧：
- 將模擬分解成多個幀。我的原則是“許多原理圖中包含少量文字”，而不是傳統的“許多文字中包含少量原理圖”。原則上，具有更改許多引數選項的“通用”模擬應該足夠了。但初學者不知道如何使用它，或者他們只是懶得嘗試。這就是為什麼我將它分解成許多具有特定引數的獨立“快照”，並用簡短的文字對其進行註釋。這些“快照”在左上角按層次編號。這樣就製作了某種“CircuitLab 漫畫”。
- 抑制圖形自動縮放。我添加了一個假的輸出量，它更大，但接近主輸出量。然後我用圖形編輯器刪除其圖形。
- 虛擬器件。藉助 CircuitLab，我們可以進行復雜的實驗，在這些實驗中，可以透過簡單的等效電氣器件來模擬有源器件的行為。例如，在我對 SE EE 上“計算負載電阻”問題的回答中，我展示瞭如何透過動態電阻來模擬二極體的行為。由於 CircuitLab 中沒有這種元件，因此我首先使用手動控制的可變電阻器對其進行模擬。
- 手動控制的實驗由“二極體人”、“電晶體人”、“運算放大器人”等執行，我們充當有源電子器件。例如，這是我釋出在我對 SE EE 上“非反相運算放大器”問題的回答中的“運算放大器人”(由我驅動的電位器)實現的電壓跟隨器的原理圖。我將這種實驗稱為“負反饋遊戲”。
- 相互作用的“電晶體人”。上面的想法可以發展成多個“電晶體人”。我在關於著名的共射級對的詳細故事中做到了這一點，其中兩個人同時改變了兩個電阻 Rv 和 Ri。
- 通用元件。我在“引數”欄位中刪除了器件的特定名稱，因為它們在我的概念原理圖中不需要；它們反而干擾了對基本思想的理解。
- 具有所需正向電壓的“理想”二極體，而不是真正的二極體，LED，反向偏置的穩壓二極體等及其非線性 IV 曲線。例如，參見我對 SE EE 上關於 LED 指示燈問題的最後回答，其中 LED1 和 LED2 由正向偏置的“理想”二極體表示，VF = 3 V。
- Vbe 補償電晶體。在大多數情況下，BJT 的基極-發射極電壓降 Vbe 是不希望的。因此，我們可以透過串聯連線一個額外的電壓源來補償它，該電壓源的電壓為 Vbe。例如，我在我對 SE EE 上“為什麼共基極放大器會產生非反相輸出？”問題的回答中使用了這種偏置技巧。
- 調整器件值以獲得我們想要的結果(透過猜測求解)是“人工控制”模擬實驗中的一種強大技術。為此，我開啟 CircuitLab 引數視窗，並透過檢視滑鼠或儀器下方的讀數 (直流即時模擬) 來調整器件的值。我使用上面的原理圖來說明這種“負反饋技術”；還可以參見下面的推輓級。
- 由電壓到電流轉換器實現的概念性電晶體又名電壓控制電流源 (VCCS)。與上面的補償電晶體一樣，概念性電晶體是“理想的”，因為不存在基極-發射極正向電壓 Vbe。
- 行為源。CircuitLab 的此功能允許靈活地設定源的引數。因此，例如，電壓源的電壓可以複製跨越電阻的電壓降，並將“副本”新增到其中以進行補償。或者，它可以跟隨另一個電壓源的電壓(跟隨器)。
- 故意使器件電阻變差。CircuitLab 允許我們設定更低的電壓表電阻(最初為無窮大)或更高的電流表電阻(最初為零)，以改變電池、電感器、二極體等的內部電阻。因此，測量儀器可以充當負載(“視覺化電阻”)。原理圖得到簡化，節省了空間；電阻的影響得到理解。透過這種方式，可以消除“電壓衝突”。例如，我在我關於 SE EE 上“AB 類交叉失真二極體修復”問題的回答中使用了這種技巧。在這裡，我連線了兩個完美的電流表來測量集電極電流 Ic1 和 Ic2。作為負載，我使用了另一個但“變差”的電流表 IL(電阻增加到 100 歐姆)，這樣你就不用擔心它會燒壞。
- 故意降低運算放大器的增益(高達 1) 以觀察增益的作用。對於理解來說，這非常有用，可以藉助 CircuitLab 從“非常真實的放大器”(增益非常低) 開始，逐步使其變得近乎理想(增益極高)，從而探索運算放大器電路的操作。我在我關於 SE EE 上著名的運算放大器跟隨器問題的回答中展示了這種技術。
- 負電阻。事實證明，CircuitLab 允許設定負電阻值。這允許使用負電阻器來製作概念電路，這些負電阻器可以抵消等效正電阻器的電阻。
- 取樣器件。這是一個巧妙的 CircuitLab 技巧，我們可以獲取電晶體電壓和電流的當前值，並計算當前電阻。然後，我們用代表其兩個結的兩個電阻 Rbe 和 Rce 替換電晶體(當然，這隻為了直觀理解；因此這些“醜陋”不易記憶的電阻值)。這些電阻值是靜態的；它們只代表當前的電晶體狀態。