电路创意/我的 CircuitLab 技巧包
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(这是由 Circuit-fantasist 编写的个人故事)
我是一个“内心有发明家”的人；所以在我开始使用 CircuitLab 模拟器后，我立即开始想出各种巧妙的技巧，这些技巧在模拟器中比在现实中更容易实现。以下是一些技巧：
- 将模拟分解成多个帧。我的原则是“许多原理图中包含少量文本”，而不是传统的“许多文本中包含少量原理图”。原则上，具有更改许多参数选项的“通用”模拟应该足够了。但初学者不知道如何使用它，或者他们只是懒得尝试。这就是为什么我将它分解成许多具有特定参数的独立“快照”，并用简短的文字对其进行注释。这些“快照”在左上角按层次编号。这样就制作了某种“CircuitLab 漫画”。
- 抑制图形自动缩放。我添加了一个假的输出量，它更大，但接近主输出量。然后我用图形编辑器删除其图形。
- 虚拟器件。借助 CircuitLab，我们可以进行复杂的实验，在这些实验中，可以通过简单的等效电气器件来模拟有源器件的行为。例如，在我对 SE EE 上“计算负载电阻”问题的回答中，我展示了如何通过动态电阻来模拟二极管的行为。由于 CircuitLab 中没有这种元件，因此我首先使用手动控制的可变电阻器对其进行模拟。
- 手动控制的实验由“二极管人”、“晶体管人”、“运算放大器人”等执行，我们充当有源电子器件。例如，这是我发布在我对 SE EE 上“非反相运算放大器”问题的回答中的“运算放大器人”(由我驱动的电位器)实现的电压跟随器的原理图。我将这种实验称为“负反馈游戏”。
- 相互作用的“晶体管人”。上面的想法可以发展成多个“晶体管人”。我在关于著名的共射级对的详细故事中做到了这一点，其中两个人同时改变了两个电阻 Rv 和 Ri。
- 通用元件。我在“参数”字段中删除了器件的特定名称，因为它们在我的概念原理图中不需要；它们反而干扰了对基本思想的理解。
- 具有所需正向电压的“理想”二极管，而不是真正的二极管，LED，反向偏置的稳压二极管等及其非线性 IV 曲线。例如，参见我对 SE EE 上关于 LED 指示灯问题的最后回答，其中 LED1 和 LED2 由正向偏置的“理想”二极管表示，VF = 3 V。
- Vbe 补偿晶体管。在大多数情况下，BJT 的基极-发射极电压降 Vbe 是不希望的。因此，我们可以通过串联连接一个额外的电压源来补偿它，该电压源的电压为 Vbe。例如，我在我对 SE EE 上“为什么共基极放大器会产生非反相输出？”问题的回答中使用了这种偏置技巧。
- 调整器件值以获得我们想要的结果(通过猜测求解)是“人工控制”模拟实验中的一种强大技术。为此，我打开 CircuitLab 参数窗口，并通过查看鼠标或仪器下方的读数 (直流实时模拟) 来调整器件的值。我使用上面的原理图来说明这种“负反馈技术”；还可以参见下面的推挽级。
- 由电压到电流转换器实现的概念性晶体管又名电压控制电流源 (VCCS)。与上面的补偿晶体管一样，概念性晶体管是“理想的”，因为不存在基极-发射极正向电压 Vbe。
- 行为源。CircuitLab 的此功能允许灵活地设置源的参数。因此，例如，电压源的电压可以复制跨越电阻的电压降，并将“副本”添加到其中以进行补偿。或者，它可以跟随另一个电压源的电压(跟随器)。
- 故意使器件电阻变差。CircuitLab 允许我们设置更低的电压表电阻(最初为无穷大)或更高的电流表电阻(最初为零)，以改变电池、电感器、二极管等的内部电阻。因此，测量仪器可以充当负载(“可视化电阻”)。原理图得到简化，节省了空间；电阻的影响得到理解。通过这种方式，可以消除“电压冲突”。例如，我在我关于 SE EE 上“AB 类交叉失真二极管修复”问题的回答中使用了这种技巧。在这里，我连接了两个完美的电流表来测量集电极电流 Ic1 和 Ic2。作为负载，我使用了另一个但“变差”的电流表 IL(电阻增加到 100 欧姆)，这样你就不用担心它会烧坏。
- 故意降低运算放大器的增益(高达 1) 以观察增益的作用。对于理解来说，这非常有用，可以借助 CircuitLab 从“非常真实的放大器”(增益非常低) 开始，逐步使其变得近乎理想(增益极高)，从而探索运算放大器电路的操作。我在我关于 SE EE 上著名的运算放大器跟随器问题的回答中展示了这种技术。
- 负电阻。事实证明，CircuitLab 允许设置负电阻值。这允许使用负电阻器来制作概念电路，这些负电阻器可以抵消等效正电阻器的电阻。
- 采样器件。这是一个巧妙的 CircuitLab 技巧，我们可以获取晶体管电压和电流的当前值，并计算当前电阻。然后，我们用代表其两个结的两个电阻 Rbe 和 Rce 替换晶体管(当然，这只为了直观理解；因此这些“丑陋”不易记忆的电阻值)。这些电阻值是静态的；它们只代表当前的晶体管状态。