模拟器常见异常, 导致原因及其处理方式
在电路模拟过程中, 因各种原因, 模拟器可能会出现异常, 下面就常见的异常阐述其原因, 并给出相应应对策略.
异常发生后的处理
异常发生后, 模拟器将停止运行, 右上角 运行/停止 按钮变红, 同时左下角会显示出异常的信息.
如果模拟器已经停止, 在调整电路修复错误后, 需再次点击 运行/停止 以启动实时模拟.
注: 正常模拟运行时,
运行/停止按钮颜色为灰色.如果错误仍存在, 或还有其它错误, 那么将仍不能运行成功, 此刻需要继续观察左下角的异常提示, 并继续修正错误.
常见异常, 导致原因及处理方法
下面列举一下比较常见的异常.
检测到导线回路(wire loop detected)
在模拟器中, 导线是作为零电阻的理想导线, 当一个回路中只有导线时, 将引发改异常.
上面截图中呈现的异常就是一个典型的导线回路异常, 一个最简单的形式如下, 三根导线连成一个环路, 即可导致该异常.
修复方式也比较简单, 断开回路或在至少在回路中包含一些有电阻的元件:
如改成上图右边包含一个电阻的形式, 就不会产生异常了.
其它导致该异常的情况还有比如并联的两个开关, 一旦都合上时, 这些开关和导线也会形成回路, 因为开关在模拟器中也被假定的零电阻的.
解决方式也比较简单, 在回路中增加含有电阻的元件, 比如一个纯电阻或者是一个二极管等等.
比如上图中, 最上面的电路当两个开关都闭合时即导致异常, 改成下面的两种情况则可以避免.
另: 移动元件时要注意, 特别移动一个比较大的局部电路, 且会经过其它电路时, 这些中途的状态很可能会引发异常. 所以移动时可以考虑先停止电路的模拟, 等移动好后再开启.
超过最大电流(max current exceeded)
有些元件会对电流上限作出规定, 如果电流值超过则引发异常, 此时可以增加电阻或调低电压的方式以规避.
比如 7 段数码管采用共阴极模式时, 即不能将电源与引脚直连, 否则会导致出现 超过最大电流 的问题, 从而使模拟器停止运行.
可以考虑在接地之前先经过一个电阻. 通过菜单 绘制--添加电阻器(resistor) 可以添加一个电阻.
快捷键:
r.
缺省为 1k 欧姆.
即 1000 欧姆, k 代表 kilo, 表示 1000.
双击(或 右键--编辑)电阻, 在弹出的 编辑属性 窗口中可以调整电阻的值.
比如上述示例中就改为了 100 欧姆, 这样 LED 灯会更亮一些, 否则会很暗.
增加电阻后, 异常就不再出现:
奇异矩阵异常(Singular matrix)
该异常通常出现在数字电路门电路的反馈连接中.
为解决此问题, 通常有两种方式:
- 与前面的电路类似, 这通常与导线的零电阻有关, 因此在回路中引入一个电阻即可
- 引入一个二极管阻止输入到输出处的 倒流 也可以.
另: 真实世界实验时不需要作此处理, 此处仅为规避模拟器实现上的缺陷.
无电阻接地路径
该异常通常是把电源直接与接地连接了, 相当于短路了.
当然, 像上图这种直接电源连接接地的错误我们通常不会犯, 但在一个复杂的动态电路中, 开关组合的变化可能导致电源直连了接地, 或是两个电源直接连接到了一起, 都可能导致该异常.
其它一些异常
当使用灯泡是, 你可能会遇到灯泡不亮或过一段时间才亮, 又或者是亮度特别低.
通常的原因是功率不匹配. 如果你的电路中电压只有 5v 左右, 那么是无法点亮灯泡的.
因为按照缺省值, 灯泡的功率是 100 瓦, 额定电压是 120v, 所以如果你是 5v 的电源, 那么你需要调整灯泡的额定功率或额定电压, 或者你要提高电源的电压.
另外, 灯泡缺省还有个预热时间, 即便功率达到了, 它也要等一会才逐渐亮起来.
这也是它与 LED 灯不一样的地方.
如果的 5v 的电路, 推荐使用二极管 LED 作为灯泡的代替.
其它的一些异常还有打开电路异常, 如果是网络的路径, 这时你需要检查路径是否正确拼写了, 路径是否可以访问, 尤其还可能涉及跨域的 CORS 问题.
如果你的 web 开发者, 了解浏览器调试相关知识, 你可以打开 "开发人员工具"(快捷键通常是 F12), 然后可以看看后台是否有异常发生.
另外还可能存在版本不兼容等问题. 有时这些问题出现时, 界面上可能没有任何提示, 如果电路以前是可以正常打开的, 那么你可以尝试切换到旧版本试试.
在模拟器右侧边栏中, 有旧版的链接.
关于常见异常及其处理的介绍就到这里.