Maple
Leistungsfähige intuitive Mathematiksoftware
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Maple hat einen Funktionsumfang, der perfekt für Elektroingenieure geeignet istVon der Stichleitungsanpassung und Schaltungsanalyse bis hin zur Modellierung von Übertragungsleitungen und Halbleitermathematik bietet Maple eine robuste Umgebung für die Arten von Analysen, die von Elektroingenieuren durchgeführt werden.
Erfahren Sie mehr: Maples Umgebung für technische Dokumentation
Maple bietet praktische High-Level-Werkzeuge für numerische und symbolische Mathematik, Datenanalyse und Programmierung. Diese Werkzeuge sind sowohl für einfache als auch für komplexe technische Probleme konzipiert.
Die sind nahtlos miteinander verbunden; Parameter, Gleichungen und Berechnungen können fließend ineinander übergehen. Das bedeutet, dass Sie Ihre Gleichungen in einem einzigen, zusammenhängenden Arbeitsablauf ableiten und numerisch auswerten können.
Darüber hinaus profitiert die Maple-Programmiersprache von einer interaktiven Entwicklungsumgebung und kann alle High-Level-Mathematikfunktionen von Maple nutzen.
Nahezu jede Größe, mit der ein Elektroingenieur arbeitet - sei es ein Widerstand, eine Spannung oder eine Länge - hat eine Einheit. Einheiten sind nahtlos in Maple integriert und können sowohl bei einfachen Berechnungen als auch beim Lösen numerischer Gleichungen, bei der Optimierung und der Visualisierung verwendet werden..
Spannung := 5,2V :
Strom := 3,2A :
Leistung := Spannung*Strom= 16.64 W
Die Verwendung von Einheiten in Berechnungen beseitigt das Risiko, Fehler bei der Einheitenumrechnung einzuführen, und dient außerdem als Kontrolle für die physikalische Gültigkeit der Gleichungen.
Elektrotechnische Anwendungen und AnwenderberichteMit Maple können Sie Übertragungsfunktionen elektrischer Schaltungen unter Verwendung der Kirchoffschen Strom- und Spannungsgesetze ableiten und manipulieren. Übertragungsfunktionen können in Differentialgleichungen umgewandelt oder diskretisiert werden, und Sie können auf einfache Weise Phasen- und Betragsdiagramme erzeugen.
Übertragungsfunktionen können symbolische Koeffizienten enthalten; diese Parameter können optimiert werden, um einer Zielantwort zu entsprechen.
Maple enthält viele Funktionen, die Sie bei der symbolischen Manipulation von Übertragungsfunktionen unterstützen. Dazu gehören:
Mit einem kostenlosen Paket für Maple können Sie SPICE-Netzlisten in Übertragungsfunktionen umwandeln. Diese Übertragung kann in der symbolischen und numerischen Mathematikumgebung von Maple analysiert werden. Sie können z. B. AC- und DC-Analysen durchführen, Phasen- und Magnitudenplots erzeugen, die Übertragungsfunktion für bestimmte Parameter umordnen oder in eine Differentialgleichung umwandeln und vieles mehr.
Halbleiterbauelemente sind komplexe Bauteile, aber Maple hilft Ihnen, die mathematischen Modelle abzuleiten, um ihre Eigenschaften genau zu beschreiben.
MOSFETs sind ein wichtiger Bestandteil moderner Elektronik wie Smartphones und anderer tragbarer Geräte. MOSFETs mit geringer Leistung sind entscheidend für das Schalten in Stromversorgungssystemen.
Mit Maple können Sie Ersatzschaltbildmodelle von MOSFETS in analytische Gleichungen umwandeln, indem Sie die grundlegenden Beziehungen aufschreiben und manipulieren.
Diese Anwendungen helfen Ihnen zum Beispiel dabei, den Effekt von Source-Induktivität und Querleitung in modernen Leistungs-MOSFETs zu modellieren.
Ableitung der Gleichungen für die Gate-Spannung eines MOSFETs
Elektrische Komponenten werden in großen Stückzahlen gefertigt. Inkonsistenzen in den Materialien und im Herstellungsprozess bedeuten, dass die Komponentenparameter eine statistische Verteilung aufweisen. Das heißt, der Widerstand einer Mengeneinheit von Widerständen könnte durch eine Normalverteilung beschrieben werden.
Angesichts der Anzahl der Komponenten in einer Schaltung und der Verteilung ihrer Parameter kann es vorkommen, dass die Schaltung nicht wie angegeben funktioniert. Dies ist ein Risiko, das frühzeitig im Entwicklungsprozess erkannt, verwaltet und gemindert werden muss.
Elektroingenieure verwenden Maple häufig für Worst-Case-Schaltungsanalysen. Typische Analyseoptionen:
Nach der Vorbereitung können Sie automatisch eine Ergebnistabelle generieren und diese mit den Ergebnissen Ihrer Analyse füllen, einschließlich der bedingten Einfärbung für Parameter außerhalb der Spezifikation.
HF- und Mikrowellen-Ingenieure müssen oft eine Last an die Impedanz einer Übertragungsleitung anpassen. Dies wird als Stichleitungsanpassung bezeichnet und beinhaltet das numerische Lösen eines nichtlinearen Gleichungssystems.
Dies erfordert starke numerische Löser, die in fsolve zu finden sind. Dieser Weg ersetzt die traditionellen Ansätze mit Smith-Diagrammen
Die Parameter in diesen Problemen sind in der Regel dimensionsbehaftet (z. B. Widerstände in Ohm, Abstände in Metern usw.). Maple kann Einheiten von den Parameterdefinitionen bis zur endgültigen numerischen Lösung der Gleichungen übernehmen.
Praktiker im Antennen- und Radardesign verwenden Maple, um ausführbare Designdokumente zu erstellen, die die räumlichen, zeitlichen und spektralen Aspekte ihrer Designs erfassen. Die Dokumente können sowohl die für den Entwurf erforderlichen Gleichungen, die Programmierung als auch die Visualisierungen enthalten.
Die Design-Dokumente können im Web oder auf dem Desktop bereitgestellt werden.
Maple bietet viele Werkzeuge zum Analysieren und Manipulieren von Signalen und Bildern
Entwurf eines FIR-Filters und Erzeugung eines Spektrogramms und Periodogramms
