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点击导航栏中的「编辑器「。您将看到一个空白画布,左侧是元件面板。元件按类别组织:逻辑门、输入/输出、模拟元件等。
在面板中点击元件进行选择,然后点击画布放置。在元件引脚之间点击并拖动以连线。仿真自动运行——拨动开关即可实时观察输出变化。
数字电路使用两个电压电平,分别代表二进制 1(高电平)和 0(低电平)。通过组合逻辑门,您可以构建能执行计算机所有运算的电路。
每个数字电路都由一小组基本门构成。AND 门仅在所有输入为高电平时输出高电平。OR 门在任一输入为高电平时输出高电平。NOT 门(反相器)翻转信号:高电平变为低电平,反之亦然。
从这三种基本门可以派生出所有其他门:NAND(NOT + AND)、NOR(NOT + OR)、XOR(异或——输入不同时输出高电平)和 XNOR(同或——输入相同时输出高电平)。事实上,仅用 NAND 门就可以构建任何数字电路,因此它们被称为「通用门「。
组合电路的输出仅取决于当前输入(没有记忆功能)。常见示例包括:
时序电路具有记忆功能——其输出同时取决于当前输入和过去的状态。基本构建模块是触发器:
通过连接触发器,您可以构建计数器、移位寄存器和有限状态机——所有计算机处理器的基础。
模拟电路处理连续的电压和电流值。理解模拟电子学对于电源设计、信号处理、传感器接口和音频系统至关重要。
欧姆定律(V = I × R)是所有电路分析的基础。电压(V)等于电流(I)乘以电阻(R)。在 Open Circuits 中,您可以在电压源和接地之间放置一个电阻,然后使用电压/电流探针直接验证欧姆定律。
基尔霍夫电压定律(KVL)指出,闭合回路中所有电压之和为零。基尔霍夫电流定律(KCL)指出,流入节点的电流之和等于流出的电流之和。这些定律是改进节点分析法(MNA)算法的基础,该算法驱动着 Open Circuits 的模拟仿真器。
分压器使用两个串联电阻产生一个为输入电压一定比例的输出电压。输出电压为:Vout = Vin × R2 / (R1 + R2)。分压器的应用非常广泛:设置参考电压、读取传感器、偏置晶体管电路以及创建 ADC 输入范围。
二极管只允许电流单向流动。它需要最低正向电压(硅二极管约 0.7V,LED 约 1.8-3.3V)才能导通。LED(发光二极管)是正向偏置时会发光的二极管。使用 LED 时务必串联限流电阻以防止烧毁。
在 Open Circuits 中,当有足够的电流流过 LED 时,它会在视觉上亮起,让您轻松看到电路中哪些部分处于活动状态。
双极结型晶体管(BJT)可以充当电子开关。当小电流流入 NPN 晶体管的基极时,它导通,允许较大的电流从集电极流向发射极。PNP 晶体管的工作方式相反——当基极相对于发射极被拉低时导通。
晶体管开关用于从低功率逻辑信号控制 LED、电机、继电器和其他负载。Open Circuits 以真实的增益(beta)和饱和行为仿真 NPN 和 PNP 晶体管。
op-amp 是一种高增益差分放大器。在 Open Circuits 中,您可以搭建经典的 op-amp 电路:
运用所学知识,打开编辑器开始实验。