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Part 01

前言

作為硬件工程師，如果你在做電路設計時，進行元器件選型都是抄別的人，電容別人用100nF，你也用100nF，電阻別人放1KΩ，你也放1KΩ,基本沒有進行過元器件的選型計算，那么你很難提高自己，想要提高自己，就需要去學習如何進行元器件的選型計算，關于計算方法可以參考我過往發布的文章。當我們學會了器件的選型計算以后，如何方便，高效的進行器件選型計算呢？很多年紀大的高級硬件工程師可能還習慣在筆記本上一筆一畫的用筆去計算，進階一點的可能會用excel去計算，今天我們就介紹一款超級好用的方便我們進行電路計算的軟件，它的名字就是MathCAD。

MathCAD是一種功能強大的數學計算軟件，廣泛應用于電路設計與計算領域，它結合了符號計算和數值計算功能，能夠直觀地表達電路的數學模型和分析過程。

Part 02

應用領域

1.電路方程的建立與求解

MathCAD能夠方便地定義電路中的電壓、電流關系，通過輸入基本的電路定律（如歐姆定律、基爾霍夫電流定律和電壓定律），快速建立并求解電路方程。

2.參數化設計

MathCAD支持參數化建模。工程師可以定義電路參數（如電阻、電容、電感值等）為變量，通過調整變量值，實時計算電路性能的變化，便于優化設計。

3.電路特性分析

MathCAD提供強大的繪圖功能，可以直觀地展示電路特性。例如：頻率響應（Bode 圖），時域響應（電路的瞬態分析），功率譜密度分析。

4.濾波器與放大器設計

MathCAD 可輔助設計與優化常見的電路模塊，如低通、高通濾波器或運算放大器電路。通過公式建模與優化工具，可以精確計算電路指標（如截止頻率、增益）。

Part 03

實例說明

RC濾波電路的頻率響應

2.在mathCAD中定義器件參數：

3.定義傳遞函數：

4.基于傳遞函數定義幅頻函數以及相頻函數：

5.繪制幅頻曲線：

6.繪制相頻曲線：

下面的是用仿真軟件得到的波特圖：

仿真和理論計算結果是一致的。

以下是mathCAD使用教程筆記的一些截圖，需要的文末有獲取方式。

Part 04

總結

mathCAD這款軟件最大的好處是我們可以把電路中的所有元器件的參數定義成變量，當我們在mathCAD對電路進行一系列計算之后，我們只需要修改某個變量的賦值，就能自動得到對應修改變量值之后的結果，并且我們還能繪制電路輸出基于某個變量變化的曲線，時髦點的詞就是計算可視化，直接就省區了你在紙上變個參數重新計算一遍的麻煩，并且mathCAD里還能粘貼圖片，我們可以直接把我們的電路粘貼到軟件中，保存下來，以后隨用隨取。

大家不清楚怎么安裝，以及如何使用這款軟件進行電路計算的可以在公眾號回復：mathcad，即可獲得詳細的mathCAD教程筆記以及安裝包。

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