Desde la adaptación de "stubs" y el análisis de circuitos hasta el modelado de líneas de transmisión y la matemática de semiconductores, Maple ofrece un entorno sólido y auditable para los tipos de análisis realizados por ingenieros eléctricos, electrónicos y de telecomunicación
El conjunto de funcionalidades de Maple es ideal para los cálculos que requieren los ingenieros en general, y particularmente los ingenieros eléctricos, electrónicos y de telecomunicación.Capturar la intención del diseño
Un documento de Maple combina matemáticas en tiempo real, texto, imágenes y gráficos en un solo documento. De hecho, Maple captura las suposiciones y el proceso de pensamiento inherentes a un análisis, así como los cálculos.
Matemáticas simbólicas y numéricas de alto nivel
Maple ofrece herramientas prácticas de alto nivel para matemáticas numéricas y simbólicas, análisis de datos y programación. Estas herramientas están diseñadas para problemas de ingeniería tanto simples como complejos.
- Resolver numéricamente las ecuaciones para la correspondencia de stubs
- Manipular simbólicamente las funciones de transferencia que surgen del análisis de circuito
- El código es más rápido de desarrollar, depurar y verificar
- Puede utilizar las funciones matemáticas de alto nivel de Maple y
- Es más fácil de leer para los humanos.
Reducir el riesgo de cálculo con unidades
Casi todas las magnitudes que utiliza un ingeniero eléctrico, ya sea resistencia, voltaje o longitud, tienen una unidad. Las unidades se integran fluidamente en Maple y pueden usarse en cálculos sencillos, así como en la resolución de ecuaciones numéricas, la optimización y la visualización.volt := 5.2 V :
curr := 3.2 A :
power := curr volt = 16,64 W
El uso de unidades en los cálculos elimina el riesgo de introducir errores de conversión de unidades y también actúa como un control de la validez física de las ecuaciones.
Ejemplos de aplicación en ingeniería eléctrica
Análisis de circuitos utilizando funciones de transferencia y transformadas de Laplace
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Puede utilizar Maple para derivar y manipular funcines de transferencia de circuitos eléctricos mediante las leyes de corriente y voltaje de Kirchoff. Las funciones de transferencia pueden convertirse en ecuaciones diferenciales o discretizarse, y pueden generarse fácilmente gráficos de fase y magnitud. Las funciones de transferencia pueden contener coeficientes simbólicos; estos parámetros pueden optimizarse para que coincidan con una respuesta objetivo.</p< Maple incluye numerosas funciones que facilitan la manipulación simbólica de funciones de transferencia. Entre ellas se incluyen:
Un paquete gratuito para Maple permite convertir listas de conexiones SPICE en funciones de transferencia. Esta transferencia se puede analizar en el entorno matemático simbólico y numérico de Maple. Por ejemplo, se pueden realizar análisis de CA y CC, generar gráficos de fase y magnitud, reorganizar la función de transferencia para parámetros específicos o convertirla en una ecuación diferencial, entre otras funciones.
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Modelado matemático de dispositivos semiconductores
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Los semiconductores son dispositivos complejos, pero Maple le ayuda a derivar los modelos matemáticos para describir con precisión sus características. Los MOSFET son un componente esencial de la electrónica moderna, como los teléfonos inteligentes y otros dispositivos portátiles. Los MOSFET de baja potencia son cruciales para la conmutación en sistemas de alimentación. Con Maple, puede convertir modelos de circuitos equivalentes de MOSFET en ecuaciones analíticas escribiendo y manipulando las relaciones básicas. Estas aplicaciones, por ejemplo, le ayudarán a modelar el efecto de la inductancia de la fuente y la conducción cruzada en los MOSFET de potencia modernos. |
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Análisis del circuito del peor caso
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Los componentes eléctricos se fabrican en grandes cantidades. Las inconsistencias en los materiales y el proceso de fabricación hacen que los parámetros de los componentes tengan una distribución estadística. Es decir, la resistencia de un lote de resistencias podría describirse mediante una distribución normal. Dada la cantidad de componentes de un circuito y la distribución de sus parámetros, es posible que el circuito no funcione según lo especificado. Este riesgo debe identificarse, gestionarse y mitigarse en las primeras etapas del proceso de diseño. Los ingenieros eléctricos suelen usar Maple para el análisis de circuitos en el peor de los casos. Se puede emplear:
Una vez preparado, puede generar automáticamente una tabla de resultados y completarla con los resultados de su análisis, incluida la coloración condicional para los parámetros fuera de especificación. |
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Adaptación de stubs en una línea de transmisión
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Los ingenieros de RF y microondas a menudo necesitan adaptar la carga a la impedancia de una línea de transmisión. Esto se conoce como adaptación de ramales (stubs) e implica la resolución numérica de un conjunto de ecuaciones no lineales. Esto requiere soluciones numéricas potentes, como las que se encuentran en fsolve. Esto reemplaza los enfoques tradicionales que utilizan diagramas de Smith. Los parámetros en estos problemas suelen tener dimensiones (por ejemplo, las resistencias se expresan en ohmios y las distancias en metros, etc.). Maple puede trasladar las unidades desde la definición de los parámetros hasta la solución numérica final de las ecuaciones. |
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Diseño de antenas y radar
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Los profesionales del diseño de antenas y radares utilizan Maple para crear documentos de diseño ejecutables que capturan los aspectos espaciales, temporales y espectrales de sus diseños. Estos documentos pueden contener las ecuaciones, la programación y las visualizaciones necesarias para el diseño. Los documentos de diseño se pueden implementar en la web o en el escritorio. |
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Procesado de señales digitales
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Maple ofrece muchas herramientas para analizar y manipular señales e imágenes.
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