在 70 年代,我有一堆旧的业余无线电杂志(50s-60s),很长一段时间我保存了一篇关于使用欧几里得算法组合多个电阻器以达到特定值的文章。有没有人记得并拥有这篇文章的副本,或者知道如何应用欧几里得算法来解决这个问题?
有人记得这篇关于欧几里得算法的文章吗?
它实际上是基于连分数理论,这与欧几里得求两个数之间的 GCD 的方法密切相关。
举个例子:假设你有一堆 10K 的精密电阻,你的项目需要一个 27K 的电阻值。您需要串联和/或并联 10K 电阻器的某种组合来产生该电阻。
首先写出两个电阻的比率:
27K / 10K = 2.7
这意味着您需要两个串联的电阻器,并通过某种组合得到 0.7 个电阻器。
使用连分数的概念,您可以将数字 2.7 重写为 2 + 1/1.42857。此外,您可以将数字 1.42587 分解为 1 + 1/2.3333。
现在,如果你再看一下第一个分数,它可以写成
$$\frac{1}{1.42857} = \frac{1}{\frac{1}{1}+\frac{1}{2.3333}}$$
请注意,这恰好是两个电阻并联的表达式;在这种情况下,一个电阻与 2.3333 个电阻并联。
你怎么想出2.333电阻?您可以再次迭代该算法,但通过检查应该很明显,您需要两个串联电阻和另外三个电阻的并联组合。最终的网络最终看起来像这样,它的电阻正好是 27K。
显然,并非所有示例都能很好地解决这个问题。通常,您必须根据到目前为止网络的精度“足够接近”来决定何时停止迭代。
该算法的广义形式如下:确定比率 X = R期望/ R可用。将 X 写为连分数,其中 A、B、C、D、E 等都是整数:
$$X = A + \frac{1}{B + \frac{1}{C + \frac{1}{D + \frac{1}{E + \frac{1}{...}}} }}$$
建立您的网络
- 一个电阻串联...
- B电阻与...并联
- C电阻串联...
- D电阻与...并联
- E电阻串联...
... 以此类推,直到你得到一个没有小数部分的子表达式,或者你得到“足够接近”所需的结果。
请注意,如果 X 开始时小于 1,则 A 将为零,这仅意味着您从电阻的并联组合开始,然后从那里开始。还要注意,只要 X 是有理数,连分数的序列就是有限的。