过去，我介绍过几款在电气工程中非常有用的程序。在本文中，我想介绍一个名为 linsmith 的程序，它可以帮助您进行计算或查看不同参数的行为方式。

Linsmith 允许您为电气工程，特别是射频（无线电频率）电路中的问题生成史密斯圆图。史密斯圆图是一种图形化方式，用于表示处理多个非线性电气元件时可能发生的相当复杂的相互作用。您可以使用它们来查看它们如何相互作用，以及如果您改变某些参数会发生什么。

现在，让我们看看如何使用 linsmith 来使这项任务变得更容易一些。在整篇文章中，我假设您对电路有足够的了解，我不需要解释太多我使用的术语。如果您想了解更多信息，一个好的起点是 史密斯圆图的维基百科页面。

首先，您需要将其安装在您的系统上。它应该在您首选发行版的软件包管理系统中。例如，您可以使用以下命令在基于 Debian 的发行版上安装它

sudo apt-get install linsmith

安装完成后，您可以通过在桌面环境的菜单系统中找到它，或者在终端窗口中运行 linsmith 命令来启动它。

这个程序严格来说是一个图形程序，所以您需要运行 X11 才能使用它。

首次启动时，您将看到一个空白的史密斯圆图，随时可以使用。在主窗口的右侧是一组选项卡式面板，您可以在其中输入您正在处理的电气问题的详细信息。此部分分为您可以应用于系统的负载、一个电路选项卡（您可以在其中定义作为问题一部分的离散电路元件）和一个结果选项卡（您可以在其中找到正在进行的计算的运行日志）。

图 1. 首次启动 linsmith 时，您将看到一个空白的史密斯圆图，随时可以使用。

现在，让我们看看您可以使用“负载”选项卡在系统上应用负载方面可以做什么。此部分实际上进一步细分为三个子选项卡。第一个标记为“R + jX”。此选项卡允许您输入由频率（以兆赫兹为单位）和阻抗（以复数值欧姆为单位）表征的负载。例如，您可以通过在相应的框中输入这些值，然后单击正下方标记为“新建”的按钮，来输入 140MHz 的负载，阻抗为 (25+j40) 欧姆。这将在负载阻抗表中放置一个新的负载值，并且它将在史密斯圆图上显示一个代表此负载的新黄色点。

图 2. 添加新负载会在史密斯圆图上添加一个黄点。

现在您有了负载，您可以通过添加额外的组件来更改它。您可以通过单击标记为“电路”的选项卡来执行此操作。在“组件”部分中，您可以从元件中选择，例如电容器、电感器甚至变压器。对于这些组件中的每一个，都有一组不同的参数可用于定义您的新组件。

例如，您可以通过单击电容器按钮并在“电容值：”文本框中输入值来添加 40pF 的电容器。如果您不认识不同的组件符号，您可以简单地将鼠标悬停在它们上方以查看出现的文本框。

一旦您设置好所有值，您可以单击组件部分正下方的“新建”按钮，将此元件添加到您的史密斯圆图中。这将添加一条红线和史密斯圆图上的一个红色端点。

图 3. 您可以添加组件，例如电容器。

在所有情况下，您都可以选择一个已存在的元件来编辑其值。当您选择一个项目时，您可以在窗格顶部的相应框中编辑其参数。完成后，您需要单击“更新”按钮以将更改应用于您的史密斯圆图。这些元件可以串联或并联添加。此选项位于右侧面板上标记为“连接”的部分中。

单击“编辑→首选项”菜单项将打开一个新窗口，您可以在其中设置 linsmith 工作方式的多个首选项。有几个选项卡涵盖了几个选项部分。第一个选项卡“常规”设置最基本的参数。“屏幕”选项卡允许您设置用作史密斯圆图背景的图像，以及您想要用于各种元素的颜色。“打印”选项卡允许您设置纸张尺寸和边距，以及用于史密斯圆图每个部分的颜色。

图 4. 您可以使用首选项窗口设置许多参数。

在主显示屏中，您应该在底部栏上看到许多关于您问题的的信息显示。这是一个 Z 史密斯圆图，因此底部栏最左侧的值是图表中的坐标。在右侧，有一个 SWR（驻波比）以及问题的 Q 值的显示。在此之后，有一组缩放按钮，您可以在其中放大图表的各个部分以查看更多细节。还有一个按钮可以根据您可能进行的更改重新计算史密斯圆图的结果。

最后两个选项允许您更改史密斯圆图的基本值。您可以将图表旋转到负载或发生器。您还可以将归一化阻抗从默认的 50 欧姆更改为 75、150、300 或 600 欧姆之一。

完成后，您可以通过几种不同的方式保存您的工作。在“文件”菜单项下，您可以选择将电路详细信息或负载详细信息另存为单独的文件。这些子菜单中的每一个都允许您保存数据或加载以前的数据。您还可以从 CSV 文件和 s2p 文件导入数据。要保存最终结果，您可以通过按 Ctrl-P 或选择“文件→打印”菜单项来打印生成的史密斯圆图。这样，您可以将图表保存到 PDF 文件。希望 linsmith 将成为电气工程师添加到其工具箱中的有用工具。