一款硬件工程师进行电路设计计算的神器MathCAD，能计算，能画图，相见恨晚

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Part 01

前言

作为硬件工程师，如果你在做电路设计时，进行元器件选型都是抄别的人，电容别人用100nF，你也用100nF，电阻别人放1KΩ，你也放1KΩ,基本没有进行过元器件的选型计算，那么你很难提高自己，想要提高自己，就需要去学习如何进行元器件的选型计算，关于计算方法可以参考我过往发布的文章。当我们学会了器件的选型计算以后，如何方便，高效的进行器件选型计算呢？很多年纪大的高级硬件工程师可能还习惯在笔记本上一笔一画的用笔去计算，进阶一点的可能会用excel去计算，今天我们就介绍一款超级好用的方便我们进行电路计算的软件，它的名字就是MathCAD。

MathCAD是一种功能强大的数学计算软件，广泛应用于电路设计与计算领域，它结合了符号计算和数值计算功能，能够直观地表达电路的数学模型和分析过程。

Part 02

应用领域

1.电路方程的建立与求解

MathCAD能够方便地定义电路中的电压、电流关系，通过输入基本的电路定律（如欧姆定律、基尔霍夫电流定律和电压定律），快速建立并求解电路方程。

2.参数化设计

MathCAD支持参数化建模。工程师可以定义电路参数（如电阻、电容、电感值等）为变量，通过调整变量值，实时计算电路性能的变化，便于优化设计。

3.电路特性分析

MathCAD提供强大的绘图功能，可以直观地展示电路特性。例如：频率响应（Bode 图），时域响应（电路的瞬态分析），功率谱密度分析。

4.滤波器与放大器设计

MathCAD 可辅助设计与优化常见的电路模块，如低通、高通滤波器或运算放大器电路。通过公式建模与优化工具，可以精确计算电路指标（如截止频率、增益）。

Part 03

实例说明

1. RC滤波电路的频率响应

2.在mathCAD中定义器件参数：

3.定义传递函数：

4.基于传递函数定义幅频函数以及相频函数：

5.绘制幅频曲线：

6.绘制相频曲线：

下面的是用仿真软件得到的波特图：

仿真和理论计算结果是一致的。

以下是mathCAD使用教程笔记的一些截图，需要的文末有获取方式。

Part 04

总结

mathCAD这款软件最大的好处是我们可以把电路中的所有元器件的参数定义成变量，当我们在mathCAD对电路进行一系列计算之后，我们只需要修改某个变量的赋值，就能自动得到对应修改变量值之后的结果，并且我们还能绘制电路输出基于某个变量变化的曲线，时髦点的词就是计算可视化，直接就省区了你在纸上变个参数重新计算一遍的麻烦，并且mathCAD里还能粘贴图片，我们可以直接把我们的电路粘贴到软件中，保存下来，以后随用随取。

大家不清楚怎么安装，以及如何使用这款软件进行电路计算的可以在公众号回复：mathcad，即可获得详细的mathCAD教程笔记以及安装包。

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原文标题：一款硬件工程师进行电路设计计算的神器MathCAD，能计算，能画图，相见恨晚

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