现代电路理论第一章.ppt
现代电路理论 Modern Electric Circuit信息学院信息学院2012.9v课程内容：研究电路分析和网络综合和设计基本规律的基础工程学科。电路分析：电路给定、参数已知的条件下，通过求解电压、电路了解电路网络的特性。网络综合：给定电路技术指标，确定电路元件参数，符合设计要求。v应用领域：电能的产生、传输和使用；信息的产生、传输、处理、存储。v地位与特点：是电类研究生的一门技术的基础课程；讲述电路的一般分析方法和综合设计方法较。电力系统运行分析，新颖电子器件建模、电子系统设计分析、大规模超大规模VLSI综合分析的基础。所需准备知识：物理学、微积分、微分方程、复变函数、线性代数、矩阵等。v主要教材：现代电路理论，高等教育出版社，邱关源v参考教材：Fundamental of Electric Circuit,Charles K.Alexander,清华大学出版社电路理论，高等教育出版社，林争辉4GradingFinal-70%Course Work+Attendance-30%Evaluation：AssignmentsOther Lecture-3 scores（3 periods PW）（Course Work）Structure:5Success Attendance rate Assignments Taking notesSpending 10 m b/a lecturing Review before examsRequirements：Grading任课教师任课教师v 夏银水，研究员,信息楼206，电话：692379(短号)vEmail:v作业上缴：每周一上交，下周一前课代表去办公室领回本子。v课代表课代表：*，短号：第1章 基本概念时变与时不变1.5电容元件1.2无源性与有源性1.6电感元件1.3连续时间系统与离散时间系统1.7电路的线性和非线性1.4本章内容电阻元件1.1第一章第一章 基本概念基本概念第一节第一节 电阻元件电阻元件一、二端电阻元件1.二端流控电阻2.二端压控电阻3.二端既流控也压控 单调电阻4.线性时变电阻5.线性时不变电阻一般非线性一般非线性二、（N+1）端电阻元件1.(N+1)端流控电阻2.(N+1)端压控电阻3.(N+1)端既流控也压控单调电阻4.(N+1)线性时变电阻5.(N+1)线性时不变电阻模型？电位器模型？电位器三、（N+1）端混合电阻前前k个引出端和后个引出端和后(N+1-k)个引出端的电流和电压个引出端的电流和电压四、网络端口若从网络端子k流进的电流等于从端子k流出的电流，则k和k构成网络的一个端口五、多端口网络若网络的引出端两两构成端口，则称为多端口网络（元件）kKkK第二节第二节 电容元件电容元件一、二端电容元件1.二端压控电容2.二端荷控电容3.二端既压控也荷控4.线性时变电容5.线性时不变电容二、多端电容元件单调电容MOS电容第三节第三节 电感元件电感元件一、二端电感元件1.二端流控电感2.二端链控电感3.二端既流控也链控5.线性时不变电感二、多端电感元件4.线性时变电感（电流、磁链）单调电感磁链：磁链：导电线圈或电流回路所链环的磁通量。磁链等于导导电线圈或电流回路所链环的磁通量。磁链等于导电线圈匝数电线圈匝数N与穿过该线圈各匝的平均磁通量与穿过该线圈各匝的平均磁通量的乘积，故的乘积，故又称磁通匝。又称磁通匝。=N 在在SI单位制中磁链单位是韦单位制中磁链单位是韦伯伯(Wb)。（电流、磁链）三、双端口电感元件1、非线性耦合电感2、线性耦合电感第四节第四节 电路的线性和非线性电路的线性和非线性一一、依电路元件的特性定义依电路元件的特性定义线性电路：由线性无源元件、线性受控源及独立电源组成的电路。设多端口网络N的输入为U（M维），输出为Y（N维）时必有非线性电路：含有一个或多个非线性元件的电路。二、端口型线性定义二、端口型线性定义由U与Y间的齐次性：时必有由U与Y间的可加性：时必有网络网络N线性（叠加原理）线性（叠加原理）三、回转器回转器(Gyrator)的是现代网络理论中使用的一种双口电阻元件。回转器可以用含运算放大器的电路实现。性质：1.在回转器的次级端接一个电阻时（如图所示），其初级的等效电阻为一个电导。2.在回转器的次级端接一个电容时（如图所示），其初级的等效阻抗为一个电感。结论：回转器存在齐次性和可加性。结论：回转器存在齐次性和可加性。齐次性齐次性可叠加性可叠加性第五节第五节 时变与时不变时变与时不变一、按电路元件特性定义一、按电路元件特性定义不含时不变元件的电路为时不变电路，否则就为时变电路。由时不变元件构成的N端口且初始条件均为零值，将是按端口时不变的。二、按端口特性定义二、按端口特性定义三、两种定义的联系三、两种定义的联系第六节第六节 无源性和有源性无源性和有源性一、一端口无源性定义一、一端口无源性定义一端口网络（电路）输入该网络的功率则该一端口则该一端口N为无源的，否则为有源的。为无源的，否则为有源的。对一端口网络（电路），所有输入如果对于任何初始时刻t0，有二、一端口无损性定义二、一端口无损性定义则称此一端口为无损网络无损网络。如果一端口，有：如果一端口，有：无源性一端口。无源性一端口。平方可积平方可积三、三、N端口无源性定义端口无源性定义四、四、N端口无损性定义端口无损性定义五、示例五、示例1.无源元件无源元件：线性（正）电阻元件、电容元件、电感元件线性（正）电阻元件：2.有源元件有源元件：线性负电阻元件、负电容元件、负电感元件结论：线性（正）电阻元件是无源、非无损的。是无源、非无损的。(因为R0，W(t)0）3.理想变压器理想变压器：结论：是无源的、无损的。结论：是无源的、无损的。4.理想回转器理想回转器：结论：是无源的、无损的。结论：是无源的、无损的。第七节第七节 连续时间系统和离散时间系统连续时间系统和离散时间系统一、连续时间系统一、连续时间系统如果系统输入的是连续时间信号，输出也是时间连续信号，则这个系统是连续时间系统。注意：连续时间系统的输入输出信号并不要求都是时间连续信号。如单位阶跃函数也可。数学描述：用微分方程描述。二、离散时间系统二、离散时间系统系统的输入输出都是离散时间信号。例：数字计算机是一个离散时间系统。数学描述数学描述：差分方程描述。求解：知道输入信号和初始条件求解：知道输入信号和初始条件。三、混合时间系统三、混合时间系统输入时连续时间信号，输出是离散时间信号。例：电视机是混合时间系统。作业：1.阅读文章。2.1-2，1-3
