Lý thuyết mạch - Chương 4: Phân tích mạch bằng máy tính - Ngô Văn Sỹ

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