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您是否曾经羡慕过能够使用各种精美、昂贵测试设备的工程师？您是否又曾经遇到过这样一种情况：您前方实验台上所放物品受某个参数影响，您如果能测量这个参数，那您就会去测量它，但是由于物理接触困难，这事做不到？
面对现实吧，在某些情况下，我们唯一可用的实际测量工具就是自己的想象。考虑到这一点，我们来研究下以下两个案例。
几年前，我写了一篇文章来讲述如何减少麻烦的开关电源中的脉冲抖动。我用一对串联RC对电源PWM芯片的Ct定时电容器进行了并联（图1）。
图1：将一对RC添加到RtCt电路上。
这样做起作用的原因是，这里存在LC电路，它是由Ct电容本身和其上所连接的任何电感所构成，而这对串联RC的电阻损耗使其Q值得到了降低。这些电感是电容器本身的电感加上布线的电感，即使在物理上与该布线恰好一样短。
即使我没有示波器和示波器探头，看不到可靠的波形，但我知道会发生什么。我知道，功率MOSFET开关所产生的脉冲，肯定对Ct产生了某种高速振铃。通过在Ct上添加一对RC，引入阻尼，就可以消除实际上看不到的麻烦的振铃。
然后，我把那篇文章的相关链接发布在了领英和一个领英群里，却得到下面这个颇具讽刺意味的评论：“这就是个‘试试看’的例子，这种方法我在上世纪六十年代设计电路时就用过。”
这不是什么“魔术电容器”工程学院所讲述的东西。我已经设想了Ct会发生什么情况，然后在此基础上找到了解决方法。我对可能发生的事情有一个直观的想象。
几十年前，我设计了一个带自动增益控制（AGC）的正弦波振荡器。这是一个韦恩桥式电路，设置在+15V的单轨电压下运行。图2是其原理图，它所提供的输出为1Vp-p。
图2：这个正弦波振荡器是一个韦恩桥式电路，设置为在+15V的单轨电压下运行。
U2a在AGC回路中起到精密整流器的作用。在D1的阴极处所得波形为输出正弦波的半波整流，但是把20kΩ电阻R6加进去后，所产生的、传递到U1b误差放大器求和点处的电流，就等效于全波整流了。
基本概念很简单，如图3所示。
图3：将半波整流波形与正弦波相加，即可实现全波整流。
但是有位同事却说我错了。他的意见是，半波整流器就是个半波整流器，20kΩ电阻在此没有任何作用，应将它去掉。
当时我没有任何可用的SPICE版本，也没有办法把电流探头包裹在任何电路走线上。因此，我无法证明我的全波主张，我也就无法使这位错误的同事相信实际发生的事情。
但是今天，通过使用SPICE，我们可以看到曾经所无法看到的（图4），即如果在误差放大器的求和点处设置2:1的比例（SPICE模型中的R11和R13），那么把正弦波本身加到半波整流波形上，就可以得到全波整流。
图4：仿真结果显示，在误差放大器的求和点处设置2:1的比例，可以实现全波整流。
但是，我所使用的SPICE版本确实给我带来了一个问题。实际装置中所使用的结型FET（JFET）是2N4391，但那一版SPICE软件包中没有对这个器件进行建模。因此，我只能使用里面仅有的JFET模型来替代，但是要想使这个SPICE仿真振荡器真正振荡起来，就必须将JFET的1kΩ反馈电阻提高到10kΩ。
如果这么做可以接受的话，就可以看到有全波整流的电流流入误差放大器的求和点。同样，这个电路得以工作，我也是通过在大脑里想象而实现的。
有时，您的大脑可以让您做泰克、是德和福禄克等仪器制造商所无法企及的事情。
（原文刊登于EDN美国版，参考链接：Making measurements with your mind's eye）
本文为《电子技术设计》2020年7月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里。
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