基于C++的简易RLC电路仿真器与滤波器仿真测试
电路建模分析与仿真算法 对于任意一个电路系统,我们基本上都能使用RLC和受控源进行等效,因此RLC系统的求解是任意一个系统求解的核心。 我们熟知,对于任意一个复杂的电路系统,基尔霍夫定律(Kirchhoff’s laws)总是成立的。选择使用基尔霍夫电压定律还是电流定理将带来两种电路分析方法: 节点电压法 与 网孔电流法 。 然而在通常的仿真算法中不会选择网孔电流法,因为该方法 仅能处理平面电路 ,换言之对于一个不算复杂的立体电路结构(例如正四面体类型的纯电阻电路)网孔电流法就失效了。例如,以SPICE为代表的系列仿真器采用 改进的节点电压法 对电路进行建模计算。 谈到SPICE,其发展是一个漫长的历史,几十年间SPICE这个名字都在业界如雷贯耳。1971年之前,绝大多数电路仿真器的开发都在军方的掌控下,直到1971年,以Laurence Nagel为代表的七人小组在加州大学伯克利分校开发了SPICE,其最大的特点是改进了矩阵求解方式,在计算机运算速度极低的时代,节省了大量时间与研究经费。 稀疏矩阵的求解带来的成效是立竿见影的。 我们知道电路若干个节点之间并非都存在连接,换言之一个电路矩阵矩阵往往是稀疏的,以下举一个简单的例子。 [ + 1 R 1 − 1 R 1 0 0 0 0 0 0 0 0 − 1 R 1 + 1 R 1 + 1 R 2 + s C 1 − 1 R 2 0 0