回轉器和負阻抗變換器

1、16-6 回轉器和負阻抗變換器一、回轉器注意：回轉箭頭由右到左時，電路方程為1、定義： 理想回轉器為一個二端口，符號如圖所示。端口VAR為：或2、 性質：(1) 無源：(2) 非互易：運算模型情況下：(3) 阻抗變換作用因為：有：得： 可見，回轉器可將輸出端口所接的電容（電感）變換成為輸入端口的電感（電容）。 同理：當 時，電感電容當 時，1 定義： NIC也是一個二端口，電路符號如圖所示，其端口特性可用T參數(shù)描述(運算形式)電流反向型電壓反向型或二、負阻抗變換器NIC說明可用NIC實現(xiàn)負電阻、負電容及負電感2、負阻抗變換 如圖所示，有負載阻抗 Z2從入端看進去(1) 電流反向型:(2) 電壓

2、反向型： 類推第十七章 非線性電路簡介序：非線性的絕對性理論進入一個新的領域主要掌握基本概念17-5 分段線性化方法17-1 非線性電阻17-3 非線性電容和非線性電感17-3 非線性電路方程17-4 小信號分析法 重 點1、非線性電路的方程的列寫2、含單個非線性電阻的電路的分析3、非線性電路的小信號分析法17-1 非線性電阻一、 線性電阻回顧線性時不變電阻線性時變電阻二、 非線性電阻1 定義:非線性時不變電阻非線性時變電阻 所謂非線性電阻，是這樣一種元件，其伏安特性不是通過原點的直線，而遵循某種特定非線性關系。2 分類:iuuiui壓控（N）型流控（S）型單調型iu3 特點 : i上升，反而

3、u下降(2) 多值4 參數(shù)動態(tài)電阻靜態(tài)電阻(2) 動態(tài)電阻(1) 靜態(tài)電阻三、 串、并聯(lián)條件：控制類型相同圖解法1 串聯(lián):2 并聯(lián): 含單個非線性電阻的電路，可將原電路看成是兩個單口網絡組成的網絡：其一為電路的線性部分，另一個為電路的非線性部分 ，然后分別根據(jù)克?；舴蚨杉霸姆碴P系可以確定電路的工作狀態(tài)。 四、 含單個非線性電阻的電路求解1、解析法 如果非線性元件的伏安關系可以寫成確定的函數(shù)式，則可以通過解方程的方法求解電路的工作狀態(tài)。2、圖解法 如果非線性元件的伏安特性不能用確定的函數(shù)式描述，可以采用“圖解法”來求解。曲線相交法三極管的特性曲線分析實例17-2 非線性電容和非線性電感回

4、顧：線性電容：線性電感：一、 非線性電容1 定義：2 符號：3 特性：靜態(tài)電容動態(tài)電容二、 非線性電感1 定義：2 符號：3 特性：靜態(tài)電感動態(tài)電感鐵磁材料的 特性 17-3 非線性電路方程 由于基爾霍夫定律對于線性電路和非線性電路均適用，所以線性電路方程與非線性電路方程的差別僅由于元件特性的不同而引起。對于非線性電阻電路列出的方程是一組非線性代數(shù)方程，而對于含有非線性儲能元件的電路列出的方程是一組非線性微分方程。下面通過實例說明上述概念。例17-2 電路如圖17-9所示，其中非線性電阻的伏安特性關系為 。試列出電路方程。得有解:電路方程為且小結 對電流控制的非線性電阻，可能建立起非嚴格意義的

5、回路電流方程。 對電壓控制的非線性電阻，可能建立起非嚴格意義的結點電壓方程。 如果電路中既有電壓控制的電阻，又有電流控制的電阻，建立方程的過程就比較復雜。例173 圖1710所示電路為一個充電的線性電容向一個晶體二極管放電的電路。設二極管的伏安特性可以用冪級數(shù)形式近似的表示，且可寫為 。a和b為正的常量。試列出電路方程。解 設電容的初始電壓為uc(0+)=Uo，電路方程為有得 對于非線性代數(shù)方程和非線性微分方程的解析解一般都是難以求出來的，但是可以利用計算機應用數(shù)值法來求解。小結 列寫具有多個非線性儲能元件電路的狀態(tài)方程比線性電路更為復雜和困難。且電路分析的狀態(tài)變量一般成為q和 。17-4 小

6、信號分析法 在電子線路中，信號的變化幅度往往很小。雖然電路本身為一個非線性系統(tǒng)，但是我們可以圍繞一個工作點建立一個局部線性的模型，對于這一個小信號而言，就可以運用線性電路的分析方法來進行分析計算，這就是所謂的“小信號分析法”。標準電路如圖：電路的基本方程為：小信號分析的條件為1、 靜態(tài)工作點：用圖解法： 其與特性曲線的交點為靜態(tài)工作點稱為負載線AB有：2、 小信號動態(tài)分析：(1) 小擾動關系：(2) 非線性關系處理： 其中 、 ，可以看成是直流解（UQ，IQ）的擾動。這種擾動是由信號源引起的。 泰勒展式: 在小信號情況下，電流函數(shù)在 點作泰勒展開，可以取前兩項作為其近似。為非線性電阻在工作點處

7、的動態(tài)電導(動態(tài)電阻)令:故:結論：(3)小信號等效電路：由基本方程代入小擾動關系：有小信號等效電路：u1(t) , i1(t)得：線性電路模型因為:3、 小信號分析法綜述：(1) 條件：亦可推廣到L、C電路(3) 在Q點求得 Gd ( Rd )，作小信號等效電路，(2) 讓信號置零，求得靜態(tài)工作點(4) 最后解得 如圖所示，時變信號源為小信號情況，非線性電阻(二極管)的伏安關系如圖，求u。小信號分析法實例：實例(1) 直流通路：計算Q(IQ,UQ)(1) 圖解法計算 Q (IQ,UQ)有：(2) 計算動態(tài)電阻Rd = f (UQ) = r交流通路：小信號電路(3) 小信號電路實例(2) 穩(wěn)壓

8、特性如圖，uS為紋波電壓，作小信號分析。直流通路直流通路的等效電路工作點：(-6V，-3mA)小信號電路:交流通路 0.03V3mA1、繪出直流電路，求出直流偏置電壓作用時電路的直流工作點（或待求量）；2、根據(jù)非線性元件的伏安特性求出對于工作點處的電導；3、繪出電路的小信號模型電路，計算出相應的待求量；4、將直流分量與小信號分量疊加起來。小信號分析法小結 17-5 分段線性分析法 分段線性化方法(又稱折線法)是研究非線性電路的一種有效方法，它的特點在于能把非線性的求解過程分成幾個線性區(qū)段，就每線性區(qū)段來說，又可以應用線性電路的計算方法。 將非線性電路中的非線性元件特性適當分解成為數(shù)個線性區(qū)段，從而將非線性電路求解過程化為幾個線性電路的分析。 折線法實例說明：分段線性化方法分析二極管電路理想二極管特性實際二極管特性 例175 (1) 圖1716(