邱關(guān)源現(xiàn)代電路理論第一章

現(xiàn)代電路理論

Modern

ElectricCircuit

課程內(nèi)容：研究電路分析和網(wǎng)絡(luò)綜合和設(shè)計(jì)基本規(guī)律的基礎(chǔ)工程學(xué)科。電路分析：電路給定、參數(shù)已知的條件下，通過(guò)求解電壓、電路了解電路網(wǎng)絡(luò)的特性。網(wǎng)絡(luò)綜合：給定電路技術(shù)指標(biāo)，確定電路元件參數(shù)，符合設(shè)計(jì)要求。應(yīng)用領(lǐng)域：電能的產(chǎn)生、傳輸和使用；信息的產(chǎn)生、傳輸、處理、存儲(chǔ)。地位與特點(diǎn)：是電類研究生的一門技術(shù)的基礎(chǔ)課程；講述電路的一般分析方法和綜合設(shè)計(jì)方法較。電力系統(tǒng)運(yùn)行分析，新穎電子器件建模、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析、大規(guī)模超大規(guī)模VLSI綜合分析的基礎(chǔ)。所需準(zhǔn)備知識(shí)：物理學(xué)、微積分、微分方程、復(fù)變函數(shù)、線性代數(shù)、矩陣等。主要教材：《現(xiàn)代電路理論》，高等教育出版社，邱關(guān)源參考教材：FundamentalofElectricCircuit,CharlesK.Alexander,清華大學(xué)出版社《電路理論》，高等教育出版社，林爭(zhēng)輝第1章基本概念時(shí)變與時(shí)不變1.5電容元件1.2無(wú)源性與有源性1.6電感元件1.3連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)與離散時(shí)間系統(tǒng)1.7電路的線性和非線性1.4本章內(nèi)容電阻元件1.1第一章基本概念第一節(jié)電阻元件一、二端電阻元件1.二端流控電阻2.二端壓控電阻3.二端既流控也壓控單調(diào)電阻4.線性時(shí)變電阻5.線性時(shí)不變電阻一般非線性二、（N+1）端電阻元件1.(N+1)端流控電阻2.(N+1)端壓控電阻3.(N+1)端既流控也壓控單調(diào)電阻4.(N+1)線性時(shí)變電阻5.(N+1)線性時(shí)不變電阻模型？電位器三、（N+1）端混合電阻前k個(gè)引出端和后(N+1-k)個(gè)引出端的電流和電壓四、網(wǎng)絡(luò)端口若從網(wǎng)絡(luò)端子k流進(jìn)的電流等于從端子k’流出的電流，則k和k’構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)端口五、多端口網(wǎng)絡(luò)若網(wǎng)絡(luò)的引出端兩兩構(gòu)成端口，則稱為多端口網(wǎng)絡(luò)（元件）kK’kK’第二節(jié)電容元件一、二端電容元件1.二端壓控電容2.二端荷控電容3.二端既壓控也荷控4.線性時(shí)變電容5.線性時(shí)不變電容二、多端電容元件單調(diào)電容MOS電容第三節(jié)電感元件一、二端電感元件1.二端流控電感2.二端鏈控電感3.二端既流控也鏈控5.線性時(shí)不變電感二、多端電感元件4.線性時(shí)變電感（電流、磁鏈）單調(diào)電感磁鏈：導(dǎo)電線圈或電流回路所鏈環(huán)的磁通量。磁鏈等于導(dǎo)電線圈匝數(shù)N與穿過(guò)該線圈各匝的平均磁通量φ的乘積，故又稱磁通匝。

Ψ=Nφ在SI單位制中磁鏈單位是韋〔伯〕(Wb)。（電流、磁鏈）三、雙端口電感元件1、非線性耦合電感2、線性耦合電感第四節(jié)電路的線性和非線性一、依電路元件的特性定義線性電路：由線性無(wú)源元件、線性受控源及獨(dú)立電源組成的電路。設(shè)多端口網(wǎng)絡(luò)N的輸入為U（M維），輸出為Y（N維）時(shí)必有非線性電路：含有一個(gè)或多個(gè)非線性元件的電路。二、端口型線性定義由U與Y間的齊次性：時(shí)必有由U與Y間的可加性：時(shí)必有網(wǎng)絡(luò)N線性（疊加原理）三、回轉(zhuǎn)器回轉(zhuǎn)器(Gyrator)的是現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)理論中使用的一種雙口電阻元件?；剞D(zhuǎn)器可以用含運(yùn)算放大器的電路實(shí)現(xiàn)。性質(zhì)：1.在回轉(zhuǎn)器的次級(jí)端接一個(gè)電阻時(shí)（如圖所示），其初級(jí)的等效電阻為一個(gè)電導(dǎo)。2.在回轉(zhuǎn)器的次級(jí)端接一個(gè)電容時(shí)（如圖所示），其初級(jí)的等效阻抗為一個(gè)電感。結(jié)論：回轉(zhuǎn)器存在齊次性和可加性。齊次性可疊加性第五節(jié)時(shí)變與時(shí)不變一、按電路元件特性定義不含時(shí)不變?cè)碾娐窞闀r(shí)不變電路，否則就為時(shí)變電路。由時(shí)不變?cè)?gòu)成的N端口且初始條件均為零值，將是按端口時(shí)不變的。二、按端口特性定義三、兩種定義的聯(lián)系第六節(jié)無(wú)源性和有源性一、一端口無(wú)源性定義一端口網(wǎng)絡(luò)（電路）輸入該網(wǎng)絡(luò)的功率則該一端口N為無(wú)源的，否則為有源的。對(duì)一端口網(wǎng)絡(luò)（電路），所有輸入如果對(duì)于任何初始時(shí)刻t0，有二、一端口無(wú)損性定義則稱此一端口為無(wú)損網(wǎng)絡(luò)。如果一端口，有：無(wú)源性一端口。平方可積三、N端口無(wú)源性定義四、N端口無(wú)損性定義五、示例1.無(wú)源元件：線性（正）電阻元件、電容元件、電感元件線性（正）電阻元件：2.有源元件：線性負(fù)電阻元件、負(fù)電容元件、負(fù)電感元件結(jié)論：線性（正）電阻元件是無(wú)源、非無(wú)損的。(因?yàn)镽>0，W(t)>0）3.理想變壓器：結(jié)論：是無(wú)源的、無(wú)損的。4.理想回轉(zhuǎn)器：結(jié)論：是無(wú)源的、無(wú)損的。5.理想負(fù)阻抗轉(zhuǎn)換器第七節(jié)連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)和離散時(shí)間系統(tǒng)一、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)如果系統(tǒng)輸入的是連續(xù)時(shí)間信號(hào)，輸出也是時(shí)間連續(xù)信號(hào)，則這個(gè)系統(tǒng)是連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)。注意：連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)并不要求都是時(shí)間連續(xù)信號(hào)。如單位階躍函數(shù)也可。數(shù)學(xué)描述：用微分方程描述。二、離散時(shí)間系統(tǒng)系統(tǒng)的輸入輸出都是離散時(shí)間信號(hào)。例：數(shù)字計(jì)