电路仿真是什么

电路仿真软件做的事情，本质上就是解一组方程。欧姆定律（V=IR）和基尔霍夫定律（KCL/KVL）写成方程后，用数值方法求解，得到每个节点的电压和每条支路的电流。

三种基础仿真类型：

  • DC 仿真：计算直流工作点（各节点电压、各支路电流），最基础
  • AC 仿真：分析频率响应（滤波器特性、放大器带宽）
  • 瞬态仿真（Transient）：看信号随时间变化（方波响应、振荡电路）

基础定律

定律公式一句话解释
欧姆定律V = I × R电阻两端电压和电流成正比
电功率P = V × I = I²R电阻消耗的功率，选电阻瓦数用这个
KCL（电流定律）ΣI_in = ΣI_out进节点的电流之和等于出去的
KVL（电压定律）ΣV_loop = 0绕回路一圈，电压升降之和为零

串联电阻：R_total = R1 + R2 + ...（电流相同，电压分配）
并联电阻：1/R_total = 1/R1 + 1/R2 + ...（电压相同，电流分配）

在线仿真步骤

  1. 打开 电路仿真器。
  2. 从元件库拖入电阻、电压源、电流源等。
  3. 连线，设置元件参数（阻值、电压值）。
  4. 放置电压表和电流表，运行 DC 仿真。
  5. 查看各节点电压和支路电流数值。

分压电路计算

分压是最常用的电路模式：两个电阻串联，中间节点的电压 = V_in × R2 / (R1 + R2)。

例如：12V输入，R1=8kΩ，R2=4kΩ，中间节点电压 = 12V × 4k / (8k+4k) = 4V。

分压器广泛用于传感器电路（如热敏电阻、光敏电阻的信号调理），也用于电平转换（把5V信号降到3.3V给MCU读取）。

常见问题 FAQ

在线电路仿真器能替代真实实验吗？

学习和初步设计可以，但真实电路有寄生参数、噪声、元件公差，仿真结果和实际总有差异。电源和射频电路尤其需要真实验证。

什么是 DC 仿真？

DC仿真是计算电路在直流稳态下的工作点——各节点的电压、各支路的电流。这是最基础的仿真，也是AC和瞬态仿真的基础。

仿真结果和实测差很多是什么原因？

常见原因：元件模型不准确（用理想模型代替了真实元件）、忽略了寄生参数（导线电阻、分布电容）、电源内阻没考虑、温度影响。专业仿真会用更精确的SPICE模型。