第十五章模电五版课件
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模电第五版完整课件
定了现代电力工业的基础。 。
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麦克斯韦1831年6月出生于英国爱丁堡， 14岁在中学时期 就发表了第一篇科学论文《论卵形曲线的机械画法》，16 岁进入爱丁堡大学学习物理，三年后，他转学到剑桥大学 三一学院。在剑桥学习时，打下了扎实的数学基础，为他 尔后把数学分析和实验研究紧密结合创造了条件。 麦克斯韦在总结前人工作的基础上，引入位移电流的概 念，建立了一组微分方程。确定了电荷、电流（运动的电 荷）、电场、磁场之间的普遍联系，麦克斯韦方程组表明， 空间某处只要有变化的磁场就能激发出涡旋电场，而变化 的电场又能激发涡旋磁场。交变的电场和磁场互相激发就 形成了连续不断的电磁振荡即电磁波。麦克斯韦方程还说 明，电磁波的速度只随介质的电和磁的性质而变化，由此 式可证明电微波在真空中传播的速度，等于光在真空中传 播的速度。这不是偶然的巧合，而是由于光和电磁波在本 质上是相同的。光是一定波长的电磁波，这就是麦克斯韦 创立的光的电磁学说。 麦克斯韦依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、 法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完 整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而 且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学 的又一次大综合。这一理论自然科学的成果，奠定了现代 的电力工业、电子工业和无线电工业的基础。
11
1824年6月26日开尔文生于爱尔兰的贝尔法斯特。原 名W.汤姆孙。 10岁时就进格拉斯哥大学预科学习。 1845年毕业于剑桥大学，1846年受聘为格拉斯哥大学物 理学教授1890～1895年任伦敦皇家学会会长。1877年被 选为法国科学院院士。 开尔文研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、 光学、地球物理、数学、工程应用等方面都做出了贡献。 他一生发表论文多达600余篇，取得70种发明专利， 在电学方面，汤姆孙以极高明的技巧研究过各种不同 类型的问题，从静电学到瞬变电流。他揭示了傅里叶热 传导理论和势理论之间的相似性，讨论了法拉第关于电 作用传播的概念，分析了振荡电路及由此产生的交变电 流。他的文章影响了麦克斯韦，后者向他请教，希望能 和他研究同一课题，并给了他极高的赞誉。1855年他研 究了电缆中信号传播情况，解决了长距离海底电缆通讯 的一系列理论和技术问题。由汤姆孙和亥姆霍兹起主导 作用的在巴黎召开的国际代表大会，和1893年在芝加哥 召开的另一次代表大会，正式采用伏特、安培、法拉和 欧姆等作为电学单位，这一新的单位制，从此它们被普 遍使用。
《模电课件大全》课件
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案例二：无线通信系统的实现
总结词
无线通信系统的实现案例探讨了模拟电子技术在无线通信领域的应用，重点介绍了无线发射机和无线 接收机的设计和实现。
详细描述
该案例首先介绍了无线通信系统的基本原理和组成，然后详细阐述了无线发射机和无线接收机的设计 和实现过程。通过电路图、原理分析和测试数据等手段，展示了无线通信系统的关键技术和性能指标 。最后，对无线通信系统的优势和局限性进行了分析和讨论。
模拟电子技术的发展趋势
总结词
随着科技的不断发展，模拟电子技术也在不断进步和 完善，未来将朝着更高精度、更高速度、更低功耗的 方向发展。
详细描述
随着集成电路和微电子技术的不断发展，模拟电子器件 的精度和稳定性得到了显著提高，同时其体积和成本也 在不断降低。此外，随着数字信号处理技术的广泛应用 ，模拟电子技术也与数字电子技术相互融合，形成了混 合信号处理技术。未来，模拟电子技术将继续朝着更高 精度、更高速度、更低功耗的方向发展，为各领域的科 技进步提供更加有力的支持。
02
模拟电子技术基础
电子元件
01
02
03
电子元件的种类
电子元件是构成电子设备 的基本单元，包括电阻、 电容、电感、二极管、晶 体管等。
电子元件的作用
电子元件在模拟电子技术 中起着关键作用，它们可 以用于信号处理、放大、 滤波、振荡等。
电子元件的特性
每种电子元件都有其独特 的电气特性，如电阻的阻 值、电容的容值、电感的 感值等。
音频信号的滤波
通过模拟电子技术，可以 对音频信号进行滤波处理 ，去除噪声和其他干扰。
音频信号的调制
通过模拟电子技术，可以 将音频信号调制到高频载 波上，以便于传输和广播 。
电子技术基础(模拟部分)第五版课件(全部)
值，k为正整数。
end
2.1 集成电路运算放大器
2.2 理想运算放大器
2.3 基本线性运放电路
2.4 同相输入和反相输入放大电 路的其他应用
§引 言
➢在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中元器 件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路， 称为集成电路。简单来说，集成电路是把元器件和 连接导线全部制作在一小块硅片上而成的电路。
• 电容利用PN结结电容，一般不超过几十pF。需要大 电容时，通常在集成电路外部连接。不能制电感，级 与级之间用直接耦合；
• 二极管用三极管的发射结代。比如由NPN型三极管 短路其中一个PN结构成。
运算放大器外形图
2.1 集成电路运算放大器
1. 集成电路运算放大器的内部组成单元
集成运算放大器是一种高电压增益，高输入电阻和 低输出电阻的多级直接耦合放大电路。
(+60μV,+12V)
Avo=2×105
解：取a点（+60μV,+12V）， b点（60μV,-12V），连接a、b两点得ab线 段，其斜率Avo=2×105, ∣vP-vN∣<60 μV时，电路工作在线性区； ∣vPvN∣>60 μV，则运放进入非线性区。 运放的电压传输特性如图所示。
(-60μV,-12V)
输入输出回路没有公共端
1.5 放大电路的主要性能指标
1. 输入电阻
Ri
vt it
1.5 放大电路的主要性能指标
2. 输出电阻
vt
R o
vs 0,RL
it
注意：输入、输出电阻为交流电阻
1.5 放大电路的主要性能指标
3. 增益
反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量
end
2.1 集成电路运算放大器
2.2 理想运算放大器
2.3 基本线性运放电路
2.4 同相输入和反相输入放大电 路的其他应用
§引 言
➢在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中元器 件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路， 称为集成电路。简单来说，集成电路是把元器件和 连接导线全部制作在一小块硅片上而成的电路。
• 电容利用PN结结电容，一般不超过几十pF。需要大 电容时，通常在集成电路外部连接。不能制电感，级 与级之间用直接耦合；
• 二极管用三极管的发射结代。比如由NPN型三极管 短路其中一个PN结构成。
运算放大器外形图
2.1 集成电路运算放大器
1. 集成电路运算放大器的内部组成单元
集成运算放大器是一种高电压增益，高输入电阻和 低输出电阻的多级直接耦合放大电路。
(+60μV,+12V)
Avo=2×105
解：取a点（+60μV,+12V）， b点（60μV,-12V），连接a、b两点得ab线 段，其斜率Avo=2×105, ∣vP-vN∣<60 μV时，电路工作在线性区； ∣vPvN∣>60 μV，则运放进入非线性区。 运放的电压传输特性如图所示。
(-60μV,-12V)
输入输出回路没有公共端
1.5 放大电路的主要性能指标
1. 输入电阻
Ri
vt it
1.5 放大电路的主要性能指标
2. 输出电阻
vt
R o
vs 0,RL
it
注意：输入、输出电阻为交流电阻
1.5 放大电路的主要性能指标
3. 增益
反映放大电路在输入信号控制下，将供电电源能量
实用模拟电子技术教程第15章电子PPT课件
12
15.2 分立元件组成的功率放大电路
电压放大电路中，三极管工作于小信号状态，因此可以看 作为是线性器件。经过电压放大器放大后，功率放大电路 的输出信号已足够大，放大电路已在大信号情况下工作， 三极管接近于极限运用状态，这种情况下就会产生非线性 失真，功率放大电路必须研究如何尽可能减小这种失真。
8
15.1 功率放大电路概述
15.1.3 功率放大电路的分类
常用的功率放大电路分为两大类：由分立元器件组成的功 放电路和集成功放电路。根据结构和工原理上的不同，分 立元器件组成的功放电路分为以下几类：
1、变压器耦合式功率放大器 这类放大器采用变压器耦合，存在体积大、效率低、频 率特性差、不便于集成化等缺点，已很少使用。 2、OTL功放电路 是无输出变压器功率放大电路的简称。这类功放电路取消 了耦合变压器，保留大容量的耦合电容来实现1 功率放大电路概述
15.1.1 什么是功率放大电路
工程上经常要用到一类能带动一定的负载,例如驱动喇叭发 声、继电器动作、使电机转动等，有较大输出功率的放大 电路。这种以获得一定输出功率为目的的放大电路,称为功 率放大电路，简称功放电路。 放大电路输出功率等于输出电流和输出电压的乘积，为了 获得较大的输出功率，功放电路既要输出较大的电流，同 时又要输出较大的电压。为了满足这一要求，功率放大电 路在结构、电源及元器件选择上就与小信号放大电路有明 显的差别。
5
15.1 功率放大电路概述
15.1.2 功率放大电路的特点
和共射极放大电路等基本放大电路相比较，功率放大电路 有以下三个特点：
1、与电压放大电路组合使用 当所考察的信号十分微弱时，不可能经一级放大电路就形 成较大的功率输出，因此，功率放大电路经常和电压放大 电路组合起来使用，即共同组成多级放大电路。电压放大 电路常处于前置级，其任务是将微弱的输入信号（mV级， 甚至μV级）识别出来并进行有效的放大。最后才接上功率 放大电路，使整机有较大的功率输出，用来驱动喇叭、继 电器或电机等。前面已经介绍过电压放大电路，因此，在 下面讨论功率放大电路时，我们都认为其输入电压都有几 百毫伏或几伏的大小。
15.2 分立元件组成的功率放大电路
电压放大电路中，三极管工作于小信号状态，因此可以看 作为是线性器件。经过电压放大器放大后，功率放大电路 的输出信号已足够大，放大电路已在大信号情况下工作， 三极管接近于极限运用状态，这种情况下就会产生非线性 失真，功率放大电路必须研究如何尽可能减小这种失真。
8
15.1 功率放大电路概述
15.1.3 功率放大电路的分类
常用的功率放大电路分为两大类：由分立元器件组成的功 放电路和集成功放电路。根据结构和工原理上的不同，分 立元器件组成的功放电路分为以下几类：
1、变压器耦合式功率放大器 这类放大器采用变压器耦合，存在体积大、效率低、频 率特性差、不便于集成化等缺点，已很少使用。 2、OTL功放电路 是无输出变压器功率放大电路的简称。这类功放电路取消 了耦合变压器，保留大容量的耦合电容来实现1 功率放大电路概述
15.1.1 什么是功率放大电路
工程上经常要用到一类能带动一定的负载,例如驱动喇叭发 声、继电器动作、使电机转动等，有较大输出功率的放大 电路。这种以获得一定输出功率为目的的放大电路,称为功 率放大电路，简称功放电路。 放大电路输出功率等于输出电流和输出电压的乘积，为了 获得较大的输出功率，功放电路既要输出较大的电流，同 时又要输出较大的电压。为了满足这一要求，功率放大电 路在结构、电源及元器件选择上就与小信号放大电路有明 显的差别。
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15.1 功率放大电路概述
15.1.2 功率放大电路的特点
和共射极放大电路等基本放大电路相比较，功率放大电路 有以下三个特点：
1、与电压放大电路组合使用 当所考察的信号十分微弱时，不可能经一级放大电路就形 成较大的功率输出，因此，功率放大电路经常和电压放大 电路组合起来使用，即共同组成多级放大电路。电压放大 电路常处于前置级，其任务是将微弱的输入信号（mV级， 甚至μV级）识别出来并进行有效的放大。最后才接上功率 放大电路，使整机有较大的功率输出，用来驱动喇叭、继 电器或电机等。前面已经介绍过电压放大电路，因此，在 下面讨论功率放大电路时，我们都认为其输入电压都有几 百毫伏或几伏的大小。
电工电子技术模块5课件
内通过导体截面的电荷为1库仑(C)时，则电流为lA，即 1A=1C／s。在计量大电流时，用千安(kA)为计量单位；计 量微小电流时，用毫安(mA)或微安(µA)为计量单位。其换算 关系为：
1kA=10A 1mA=10A 1µA=10mA=10A
(3)电流的方向 电流的方向有实际方向和参考方向之分。 电流的实际方向是指正电荷运动的方向或负电荷运动的
在今后学习中，所分析的都是指电路模型，简称电 路。在电路图中，各种电路元件用规定的图形符号表示。
如常用的手电筒，其电路模型如下图所示，电路中灯 泡用电阻元件表示，其参数为电阻R，电池是电源元件， 其电动势可用E，电池与灯泡的连接还有筒体和开关，其 电阻微小忽略不计，认为是一个无电阻的理想导体。
电工电子技术(模块(5)课件
图1-2 手电筒电路模型
二、电路的主要物理量
1．电流
(1)电流的概念
带电粒子（电子）在电场力作用下有规则的定向移动就
形成电流。在金属导体中流动的电流是自由电子在电场力作
用下定向运动而形成的。人们把单位时间内通过某一导体横 截面的电荷量定义为电流强度(简称电流)，它是衡量电流强 弱的物理量。
如图1-3所示，设在极短的时间dt内，通过导体ab横截面
S的微小电荷量为dq，则电流为
i = dq
dt
式中的i表示随时间而变化的电流在某一瞬时的瞬时值。
如果电流不随时间变化，则dq/dt为一常数，这种电流称为
恒定电流，简称直流，常用大写字母I表示，即
I=
dq dt
=
Q t
电工电子技术(模块(5)课件
图1-3 导体中的电流
电工电子技术(模块(5)课件
(2)电流的单位 电流的国际单位单位是Biblioteka 培，简称安(A)。当1秒(s)时间
1kA=10A 1mA=10A 1µA=10mA=10A
(3)电流的方向 电流的方向有实际方向和参考方向之分。 电流的实际方向是指正电荷运动的方向或负电荷运动的
在今后学习中，所分析的都是指电路模型，简称电 路。在电路图中，各种电路元件用规定的图形符号表示。
如常用的手电筒，其电路模型如下图所示，电路中灯 泡用电阻元件表示，其参数为电阻R，电池是电源元件， 其电动势可用E，电池与灯泡的连接还有筒体和开关，其 电阻微小忽略不计，认为是一个无电阻的理想导体。
电工电子技术(模块(5)课件
图1-2 手电筒电路模型
二、电路的主要物理量
1．电流
(1)电流的概念
带电粒子（电子）在电场力作用下有规则的定向移动就
形成电流。在金属导体中流动的电流是自由电子在电场力作
用下定向运动而形成的。人们把单位时间内通过某一导体横 截面的电荷量定义为电流强度(简称电流)，它是衡量电流强 弱的物理量。
如图1-3所示，设在极短的时间dt内，通过导体ab横截面
S的微小电荷量为dq，则电流为
i = dq
dt
式中的i表示随时间而变化的电流在某一瞬时的瞬时值。
如果电流不随时间变化，则dq/dt为一常数，这种电流称为
恒定电流，简称直流，常用大写字母I表示，即
I=
dq dt
=
Q t
电工电子技术(模块(5)课件
图1-3 导体中的电流
电工电子技术(模块(5)课件
(2)电流的单位 电流的国际单位单位是Biblioteka 培，简称安(A)。当1秒(s)时间
模拟电子技术CH07第五版
串联负反馈
.
•
•
•
R if
V
•
i
V
id V
•
f
＋
Ii
Ii
•
•••
V
id
AFV
•
id
.
Vi
Ii •
－
(1
•
A
•
F
)
V
•
id
Ii
＋.
V－id
Ri A
＋.
－Vf
F
.
Xo
• • Ii
输入电阻增加
(1 AF)Ri
并联负反馈 电压负反馈
Rif
Ri
••
(1 A F)
输出电压更加稳定
输入电阻减小 输出电阻减小
一、负反馈放大电路的方框图
.
输. ＋
入 信
Xi
Xid
.
A
净输入
号
. －信号
Xf
反馈
信号
.
F
.. .
Xid ＝ Xi － Xf
.输
Xo
出 信
号
二、负反馈放大电路增益的一般表达式
.
. 输
入 信
Xi
＋
Xid
.
A
净输入
号
. － 信号
.输
Xo
出 信
号
Xf
反馈
信号
.
F
. . . . ..
Xid ＝ Xi － Xf ＝ Xi － F Xo
闭环增益
. .. . . ..
Xo＝ A Xid ＝ A ( Xi － F Xo )
.. . . .
( 1+ A F ) Xo ＝ A Xi
模拟电路基础教程PPT完整全套教学课件全
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透彻掌握器 件特性
1
重视对电路 构成原理的
学习
2
理论与实践 的关系
3
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目前国内使用较多的电路设计仿真软件有PSPICE、Proteus和Multisim 等。就模拟电路仿真来说,Multisim 以其界面友好、功能强大、易于学习 的优点而受到高校电类专业师生和工程技术人员的青睐。Multisim13.0版 本已上市,但目前使用比较稳定、用户数较多的还是10.0版本。对于使用 者来说,只要有一台计算机和Multisim 软件,就相当于拥有了一间设备齐全 的电路实验室,可以调用元器件,搭建电路,利用虚拟仪器进行测量,对电路 进行仿真测试,可以实时修改各类电路参数,实时仿真,从而帮助使用者了解 各种电路变化对电路性能的影响,对电路的测量直观、智能,是进行电路分 析和设计的有效辅助工具。使用者在学习和解题的过程中,可以通过 Multisim 对电路中某个节点的电压波形、某条支路的电流波形、电路结构 变化产生的影响等方方面面问题快速仿真而得到答案。
模拟电路基础教程PPT课件
1.1.4 一般电子系统的构成 1.电子系统的分类
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模拟电子 系统
数字电子 系统
模拟电路基础教程PPT课件
2.电子系统的构成
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模拟电路基础教程PPT课件
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1.1.5 模拟电子技术的发展
在式(1-1-1)中,K 为常数,使u(t)和T(t)之间形成如图1-1-1所示的相 似形关系。如果K 不能保持为常数,则称模拟信号发生了失真。失真问 题是模拟电路中始终需要引起注意和克服的重要问题。
模拟电子技术第五版课件
其最小值也只能为0，即IC的最大电流为：
I VCC UCE S 12V 6mA
CM
R
2k
c
此时，Q（120uA，6mA，0V），PPT学由 习交流于 IBICM 所以BJT工作在饱和区。
19
2.3 放大电路的交流通路
2.3.1 画交流通路的原则
画出下图的交流通路
• 直流电源：内阻为零，相 当于短路
当 iC 0 时，uCEVCC
当 uCE0 时，iC VRCcC
T
图 2.2.1 基本共射放大电路
PPT学习交流
26
输出回路 输出特性
iC 0，uCE VCC
uCE
0，iC
VCC RC
直流负载线
Q
PPT学习交流
由静态工作点 Q 确 定 的 ICQ 、 UCEQ 为静态值。
27
【例】图示单管共射放大电路及特性曲线中，已知
PPT学习交流
18
例题
放大电路如图所示。已知BJT
的 ß=80， Rb=300k， Rc=2k， VCC= +12V，（求1）：放大电路的Q点。此时BJT
工作在哪个区域？
（2）当Rb=100k时，放大电路的Q点。此 时BJT工作在哪个区域？（忽略BJT的饱
和压降）
解：（1）
共射极放大电路
IBQ VCC R UBE3 120V 0 4ku 0AICIB8 04u 0A 3.2mA b
PPT学习交流
14
常见的共射放大电路
1.直接耦合共射放大电路 静Q点的计算
Rb2 Rb1
T
V U U
I CC
BEQ
BEQ
BQ
R
R
模电的课件
理、步骤、数据记录等。
实验实施
03
按照实验方案进行实验操作，注意观察和记录实验数据，及时
处理异常情况。
实验结果分析与讨论
实验结果整理
对实验数据进行整理和分析，确保数据的准确性和可靠性。
结果讨论
根据实验结果，对实验原理、操作过程、数据处理等方面进行讨 论和总结。
改进建议
针对实验中存在的问题和不足，提出改进建议和措施，为今后的 实验教学提供参考。
模拟电路的特点
模拟电路具有连续性、真实性等特点 ，能够实现对模拟信号的放大、滤波 、转换等功能。
模拟电路与数字电路区别
信号形式
模拟电路处理的是连续的模拟信 号，而数字电路处理的是离散的
数字信号。
信号处理方式
模拟电路通过对模拟信号进行放大 、滤波等操作实现信号的处理，而 数字电路则通过逻辑门电路对数字 信号进行运算和处理。
放大电路
01
02
03
电压放大电路
通过电阻和电容等元件， 将输入信号放大，输出电 压幅度远大于输入电压幅 度。
电流放大电路
通过晶体管等元件，将输 入信号放大，输出电流幅 度远大于输入电流幅度。
功率放大电路
通过晶体管等元件，将输 入信号放大，输出功率远 大于输入功率，用于驱动 负载。
滤波电路
低通滤波电路
精度和稳定性
由于数字信号只有高低电平两种状 态，因此数字电路的精度和稳定性 通常比模拟电路更高。
模拟电路应用领域
通信领域
模拟电路在通信领域中有着广 泛的应用，如手机、电话、无 线电等通信设备中都离不开模
拟电路。
音频领域
模拟电路可以实现对音频信号 的放大和处理，因此在音响、 录音设备等音频领域中也有广 泛的应用。
模电课件ppt
线性系统分析
研究非线性电路的静态和动态特性，如分岔、混沌等现象。
非线性系统分析
利用控制理论和方法研究电路系统的反馈控制和自动调节。
控制系统分析
通过最优化算法和数学规划方法，寻求电路性能的最佳设计方案。
最优化系统分析
模拟电路元件
总结词
电阻是模拟电路中最基本的元件之一，用于限制电流。
详细描述
电阻的阻值大小由其材料、长度和横截面积决定，通常用欧姆（Ω）作为单位。在电路中，电阻用于调节电流和电压，实现各种不同的功能。
总结词
不同类型的电阻具有不同的特性，如碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻等。
详细描述
碳膜电阻具有较好的稳定性，适用于高精度的测量和控制系统；金属膜电阻具有较低的温度系数和稳定的性能，适用于高频电路；水泥电阻则具有较大的功率容量，适用于大电流电路。
01
02
03
04
总结词：电容是模拟电路中用于存储电荷的元件，具有隔直流通交流的特性。详细描述：电容的容量大小由其电极面积和间距决定，通常用法拉（F）作为单位。在电路中，电容用于滤波、旁路、耦合等作用，能够平滑电流或电压的波动。总结词：不同类型的电容具有不同的特性，如电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等。详细描述：电解电容具有较大的容量和较低的价格，适用于低频电路；陶瓷电容具有较高的绝缘性能和稳定的温度系数，适用于高频电路；薄膜电容具有较小的体积和较高的可靠性，适用于小型化和便携式设备。
电压放大倍数是指输出电压与输入电压的比值，用于衡量模拟电路的放大能力。
电压放大倍数是模拟电路的重要性能指标之一，它反映了电路对输入信号的放大能力。在理想情况下，电压放大倍数越大，电路的放大能力越强。然而，在实际应用中，过高的放大倍数可能导致信号失真和稳定性问题。因此，需要根据实际需求选择合适的放大倍数。
研究非线性电路的静态和动态特性，如分岔、混沌等现象。
非线性系统分析
利用控制理论和方法研究电路系统的反馈控制和自动调节。
控制系统分析
通过最优化算法和数学规划方法，寻求电路性能的最佳设计方案。
最优化系统分析
模拟电路元件
总结词
电阻是模拟电路中最基本的元件之一，用于限制电流。
详细描述
电阻的阻值大小由其材料、长度和横截面积决定，通常用欧姆（Ω）作为单位。在电路中，电阻用于调节电流和电压，实现各种不同的功能。
总结词
不同类型的电阻具有不同的特性，如碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻等。
详细描述
碳膜电阻具有较好的稳定性，适用于高精度的测量和控制系统；金属膜电阻具有较低的温度系数和稳定的性能，适用于高频电路；水泥电阻则具有较大的功率容量，适用于大电流电路。
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总结词：电容是模拟电路中用于存储电荷的元件，具有隔直流通交流的特性。详细描述：电容的容量大小由其电极面积和间距决定，通常用法拉（F）作为单位。在电路中，电容用于滤波、旁路、耦合等作用，能够平滑电流或电压的波动。总结词：不同类型的电容具有不同的特性，如电解电容、陶瓷电容、薄膜电容等。详细描述：电解电容具有较大的容量和较低的价格，适用于低频电路；陶瓷电容具有较高的绝缘性能和稳定的温度系数，适用于高频电路；薄膜电容具有较小的体积和较高的可靠性，适用于小型化和便携式设备。
电压放大倍数是指输出电压与输入电压的比值，用于衡量模拟电路的放大能力。
电压放大倍数是模拟电路的重要性能指标之一，它反映了电路对输入信号的放大能力。在理想情况下，电压放大倍数越大，电路的放大能力越强。然而，在实际应用中，过高的放大倍数可能导致信号失真和稳定性问题。因此，需要根据实际需求选择合适的放大倍数。
模拟电子康5版课件第四讲
实例
手机中的电容触摸屏，利用了电容器原理 实现触摸感应；汽车中的点火线圈，利用 大容量电容器产生高电压点火。
耦合器
利用电容器将信号从一个电路耦合到另一 个电路。
储能
利用大容量电容器储存电能，用于短时大 电流放电。
调谐器
利用电容器与电感器配合实现信号的调谐 。
05 电感器
电感器的定义与分类
总结词
电感器是一种储能元件，能够将电能转换为磁能并存 储起来。根据工作频率、用途和制作材料的不同，电 感器可分为多种类型。
详细描述
电感器是一种电子元件，通过电流产生磁场，从而将电 能转换为磁能并存储起来。电感器通常由线圈绕在磁芯 上制成，其工作原理是基于电磁感应定律。根据不同的 分类标准，电感器可分为多种类型。例如，按工作频率 可分为高频电感器和低频电感器；按用途可分为通用电 感器和专用电感器；按制作材料可分为空心电感器、铁 氧体电感器和铜线电感器等。
模拟电路的应用与实例
总结词
模拟电路广泛应用于通信、音频处理、图像处理、控制 系统等领域。实例包括音频放大器、滤波器、稳压电源 等。
详细描述
模拟电路具有广泛的应用领域，包括通信、音频处理、 图像处理、控制系统等。在通信领域，模拟电路用于调 制解调、滤波和放大信号；在音频处理领域，模拟电路 用于音频信号的放大和处理；在图像处理领域，模拟电 路用于图像信号的采集、处理和显示；在控制系统领域 ，模拟电路用于信号的转换、放大和处理。
要求较高的场合尤为重要。
电阻器的应用与实例
总结词
电阻器在各种电子设备和电路中都有广泛的应用，如 信号处理、电源控制和安全保护等。
详细描述
在信号处理电路中，电阻器用于衰减或放大信号，以 实现信号的调整和控制。在电源控制电路中，电阻器 用于限流和分压，保证电源的稳定输出。在安全保护 电路中，电阻器用于防止电流过大或过热，保护电路 和设备的安全。例如，在LED灯中，电阻器用于限制 电流，防止电流过大导致LED灯烧毁。在电源插头中 ，电阻器用于防止电流过大，保护用户安全。
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基本割集矩阵[Qf]的作用
①用基本割集矩阵[Qf]表示矩阵形式的KCL方程。 设
[i] [i1 i2 i3 i4 i5 i6 ]
T
返 回
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i1 ② 1 0 0 1 1 0 i 2 ４ [ Qf ][i ]= 0 1 0 0 -1 -1 ３ i ６ 0 0 1 1 0 -1 3 ① ③ ５ i 4 ２ i5 i1 i4 i5 ④ 0 1 i 2 i5 i6 i6 i3 i4 i6 n-1个独立 KCL方程
第15章 电路方程的矩阵形式
本章重点
15.1 15.2 15.3* 15.4 15.5 15.6* 15.7* 割集 关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵 矩阵A、Bf 、Qf 之间的关系 回路电流方程的矩阵形式 结点电压方程的矩阵形式 割集电压方程的矩阵形式 列表法 首页
重点 1. 关联矩阵、割集矩阵、基本回路矩 阵和基本割集矩阵的概念
ul+Btut=0
ul= - Btut
T
②用回路矩阵[B]T表示矩阵形式的KCL方程 设：[i ] [i1 i3
i4 i2 i5 i6 ]
il1 i il l 2 il 3
独立回路电流
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1 0 0 1 1 0
返 回
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2. 关联矩阵A
用矩阵形式描述结点和支路的关联性质。n个 结点b条支路的图用nb的矩阵描述： 支路b 注意 结 每一行对应一个结点， Aa= 点 每一列对应一条支路。 n
n b
矩阵Aa的每一个元素定义为：
ajk
ajk=1 支路 k 与结点 j 关联，方向背离结点； ajk= -1 支路 k 与结点 j 关联，方向指向结点； ajk =0 支路 k 与结点 j 无关。
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结 1 Aa= 2 3 4
支
1 -1 0 1 0
2 3 -1 1 0 -1 0 0 1 0
4 0 -1 1 0
5 0 0 1 -1
6 0 1 0 -1
支路b
Aa=
结 点 n-1
(n-1) b
降阶关联矩阵A
特点 A的某些列只具有一个+1或一个－1，这样
的列对应与划去结点相关联的一条支路。被划去的 行对应的结点可以当作参考结点。
1. A与B 之间的关系
对同一有向图，支路排列次序相同时，满足：
B A
u A T un B u 0
T
BA u 0
T n
0 or
A B
T
0
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2. Bf 与Qf 之间的关系
对同一有向图，支路排列次序相同时，满足：
0 0 1 0 il1 0 1 il 2 1 0 il 3 0 1 1 1
il1 i1 i i ３ ４ 3 l2 2６ 3 il 3 i4 ① ③ ５ il1 il 2 i2 ２ 1 il1 il 3 i5 ④ i i 1 l 2 l 3 i6
Ql B
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3. A与Qf 之间的关系
②支路排列顺序为先连支后树支，回路 顺序与连支顺序一致。
例 选 2、5、6为树，连支顺序为1、 3 、 4 。
支1 3 回 1 [B] = 2 3 1 0 0 1 0 0 4 2 5 6 ３ ①
②
４ 2６ 3 ③ ５ ２ 1 ④ 1
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0 -1 -1 0 0 1 0 1 1 0 -1 1
[A][ i ]=0
B i it
T t l
it Ql il
A u u
T n
[B][u]=0 ul= - Btut
[Q]T [ ut]=[u]
ul QlT ut
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15.3* 矩阵A、Bf 、Qf 之间的关系
三个矩阵从不同角度表示同一网络的连接性 质，它们之间自然存在着一定的关系。
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注意
③对应一组线性独立的KCL方程的割集称为独 立割集 ，基本割集是独立割集，但独立割集 不一定是单树支割集。
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15.2 关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵
1. 图的矩阵表示
图的矩阵表示是指用矩阵描述图的拓扑性质， 即KCL和KVL的矩阵形式。有三种矩阵形式： 结点 回路 割集 支路 支路 支路 关联矩阵 回路矩阵 割集矩阵
② ４
1 [B] = 2 3
1６ 2 ① ③ ５ ２ 3 ④ 1 注意 给定B可以画出对应的有向图。 0 1 1 0 0 1 0 0 0 -1 1 -1 1 -1 0 0 -1 0
基本回路矩阵Bf 独立回路对应一个树的单连枝回路得基本 回路矩阵[Bf]
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规定 ① 连支电流方向为回路电流方向；
un1 un un2 un3
u1 u 2 u 3 u 4 u 5 u 6
矩阵形式的KVL
[u ] [ A] [un ]
T
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2. 回路矩阵B
独立回路与支路的关联性质可以用回路矩阵B描述。
i B T il Q i 0
QB i 0
T l
Q B
T f f
T
0 or
B Q
T
0
T t
对同一有向图，任选一树，按先树枝后连枝顺序有：
Q B
BtT 1 Ql 0 1
问题
(3 6 5 8 7) , (3 6 2 8)是割集吗？
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基本割集
只含有一个树枝的割集。割集数 ＝n-1
1 9 6 3 4 7 5
2
注意
8
① 连支集合不能构成割集。
②属于同一割集的所有支路的电流应满足KCL。 当一个割集的所有支路都连接在同一个结点 上，则割集的KCL方程变为结点上的KCL方 程。
②
矩阵形式的KCL： [ B ]T[ il ]=[ i ]
注意 树支电流可以用连支电流表出。
1 [Bf ] T Bt
T
1 il BT [il ] i t t
B i it
T t l
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3. 基本割集矩阵[Qf]
割集与支路的关联性质可以用割集矩阵描述， 这里主要指基本割集矩阵。 支路b 注意 割 [Q]= 集 (n-1)b 每一行对应一个基本割集, 每一列对应一条支路. 数 矩阵Q的每一个元素定义为：
返 回
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关联矩阵A的作用 ①用关联矩阵A表示矩阵形式的KCL方程； 设:
i i1
i2 i3 i4 i5 i6
T
以结点④为参考结点 -1 -1 1 0 0 0 [A][ i ]= 0 0 -1 -1 0 1 1 0 0 0 1 0
i1 i 2 1 2 3 i 0 3 3 4 6 i 4 1 4 5 i 5 i 6
例
４ ５ 1
Q1: {1, 4, 5} Q2: {2, 5, 6} Q3: {3, 4 , 6}
③
２ ④
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支
割集
1 2
3 4 5 6
３ ① ２
②
４ ６
Q1 1 0 0 1 1 0 [Qf]=Q2 0 1 0 0 -1 -1 Q3 0 0 1 1 0 -1
５ ④
1
③
Qt
Ql
[1 Ql ]
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例 结
1 Aa= 2 3 4
支
② 1 -1 0 1 0 2 3 -1 1 0 -1 0 0 1 0 4 0 -1 1 0 5 0 0 1 -1 6 ３ ４ 0 ６ ③ 1 ① ５ 0 ２ -1 ④ 1
特点
①每一列只有两个非零元素，一个是+1，一个 是-1，Aa的每一列元素之和为零。 ②矩阵中任一行可以从其他n-1行中导出，即只 有n-1行是独立的。
n-1个独立 方程
i i i i i i i i i
矩阵形式的KCL: [ A ][ i ]= 0
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②用矩阵[A]T表示矩阵形式的KVL方程。
设:
u u1 u2 u3 u4 u5 u6
T
1 0 1 un1 u n3 u 1 0 0 n1 un1 T 1 1 0 un1 un 2 A un un 2 un2 0 1 0 u n 3 0 0 1 u n 3 0 1 0 un 2
独 立 回 路
支路b
注意
每一行对应一个独立回路， 每一列对应一条支路。
[B]=
l b
l 矩阵B的每一个元素定义为： 1 支路 j 在回路 i 中，且方向一致；
bij
-1 支路 j 在回路 i中，且方向相反； 0 支路 j 不在回路 i 中。
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例 取网孔为独立回路，顺时针方向
支1 2 回 3 4 5 6 ３
2.
回路电流方程、结点电压方程和割
集电压方程的矩阵形式
返 回
15.1 割集
割集Q
连通图G中支路的集合，具有下述性质： • 把Q中全部支路移去，图分成二个分离部分。 • 任意放回Q 中一条支路，仍构成连通图。
①用基本割集矩阵[Qf]表示矩阵形式的KCL方程。 设
[i] [i1 i2 i3 i4 i5 i6 ]
T
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i1 ② 1 0 0 1 1 0 i 2 ４ [ Qf ][i ]= 0 1 0 0 -1 -1 ３ i ６ 0 0 1 1 0 -1 3 ① ③ ５ i 4 ２ i5 i1 i4 i5 ④ 0 1 i 2 i5 i6 i6 i3 i4 i6 n-1个独立 KCL方程
第15章 电路方程的矩阵形式
本章重点
15.1 15.2 15.3* 15.4 15.5 15.6* 15.7* 割集 关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵 矩阵A、Bf 、Qf 之间的关系 回路电流方程的矩阵形式 结点电压方程的矩阵形式 割集电压方程的矩阵形式 列表法 首页
重点 1. 关联矩阵、割集矩阵、基本回路矩 阵和基本割集矩阵的概念
ul+Btut=0
ul= - Btut
T
②用回路矩阵[B]T表示矩阵形式的KCL方程 设：[i ] [i1 i3
i4 i2 i5 i6 ]
il1 i il l 2 il 3
独立回路电流
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1 0 0 1 1 0
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2. 关联矩阵A
用矩阵形式描述结点和支路的关联性质。n个 结点b条支路的图用nb的矩阵描述： 支路b 注意 结 每一行对应一个结点， Aa= 点 每一列对应一条支路。 n
n b
矩阵Aa的每一个元素定义为：
ajk
ajk=1 支路 k 与结点 j 关联，方向背离结点； ajk= -1 支路 k 与结点 j 关联，方向指向结点； ajk =0 支路 k 与结点 j 无关。
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结 1 Aa= 2 3 4
支
1 -1 0 1 0
2 3 -1 1 0 -1 0 0 1 0
4 0 -1 1 0
5 0 0 1 -1
6 0 1 0 -1
支路b
Aa=
结 点 n-1
(n-1) b
降阶关联矩阵A
特点 A的某些列只具有一个+1或一个－1，这样
的列对应与划去结点相关联的一条支路。被划去的 行对应的结点可以当作参考结点。
1. A与B 之间的关系
对同一有向图，支路排列次序相同时，满足：
B A
u A T un B u 0
T
BA u 0
T n
0 or
A B
T
0
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2. Bf 与Qf 之间的关系
对同一有向图，支路排列次序相同时，满足：
0 0 1 0 il1 0 1 il 2 1 0 il 3 0 1 1 1
il1 i1 i i ３ ４ 3 l2 2６ 3 il 3 i4 ① ③ ５ il1 il 2 i2 ２ 1 il1 il 3 i5 ④ i i 1 l 2 l 3 i6
Ql B
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3. A与Qf 之间的关系
②支路排列顺序为先连支后树支，回路 顺序与连支顺序一致。
例 选 2、5、6为树，连支顺序为1、 3 、 4 。
支1 3 回 1 [B] = 2 3 1 0 0 1 0 0 4 2 5 6 ３ ①
②
４ 2６ 3 ③ ５ ２ 1 ④ 1
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0 -1 -1 0 0 1 0 1 1 0 -1 1
[A][ i ]=0
B i it
T t l
it Ql il
A u u
T n
[B][u]=0 ul= - Btut
[Q]T [ ut]=[u]
ul QlT ut
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15.3* 矩阵A、Bf 、Qf 之间的关系
三个矩阵从不同角度表示同一网络的连接性 质，它们之间自然存在着一定的关系。
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注意
③对应一组线性独立的KCL方程的割集称为独 立割集 ，基本割集是独立割集，但独立割集 不一定是单树支割集。
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15.2 关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵
1. 图的矩阵表示
图的矩阵表示是指用矩阵描述图的拓扑性质， 即KCL和KVL的矩阵形式。有三种矩阵形式： 结点 回路 割集 支路 支路 支路 关联矩阵 回路矩阵 割集矩阵
② ４
1 [B] = 2 3
1６ 2 ① ③ ５ ２ 3 ④ 1 注意 给定B可以画出对应的有向图。 0 1 1 0 0 1 0 0 0 -1 1 -1 1 -1 0 0 -1 0
基本回路矩阵Bf 独立回路对应一个树的单连枝回路得基本 回路矩阵[Bf]
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规定 ① 连支电流方向为回路电流方向；
un1 un un2 un3
u1 u 2 u 3 u 4 u 5 u 6
矩阵形式的KVL
[u ] [ A] [un ]
T
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2. 回路矩阵B
独立回路与支路的关联性质可以用回路矩阵B描述。
i B T il Q i 0
QB i 0
T l
Q B
T f f
T
0 or
B Q
T
0
T t
对同一有向图，任选一树，按先树枝后连枝顺序有：
Q B
BtT 1 Ql 0 1
问题
(3 6 5 8 7) , (3 6 2 8)是割集吗？
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基本割集
只含有一个树枝的割集。割集数 ＝n-1
1 9 6 3 4 7 5
2
注意
8
① 连支集合不能构成割集。
②属于同一割集的所有支路的电流应满足KCL。 当一个割集的所有支路都连接在同一个结点 上，则割集的KCL方程变为结点上的KCL方 程。
②
矩阵形式的KCL： [ B ]T[ il ]=[ i ]
注意 树支电流可以用连支电流表出。
1 [Bf ] T Bt
T
1 il BT [il ] i t t
B i it
T t l
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3. 基本割集矩阵[Qf]
割集与支路的关联性质可以用割集矩阵描述， 这里主要指基本割集矩阵。 支路b 注意 割 [Q]= 集 (n-1)b 每一行对应一个基本割集, 每一列对应一条支路. 数 矩阵Q的每一个元素定义为：
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关联矩阵A的作用 ①用关联矩阵A表示矩阵形式的KCL方程； 设:
i i1
i2 i3 i4 i5 i6
T
以结点④为参考结点 -1 -1 1 0 0 0 [A][ i ]= 0 0 -1 -1 0 1 1 0 0 0 1 0
i1 i 2 1 2 3 i 0 3 3 4 6 i 4 1 4 5 i 5 i 6
例
４ ５ 1
Q1: {1, 4, 5} Q2: {2, 5, 6} Q3: {3, 4 , 6}
③
２ ④
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支
割集
1 2
3 4 5 6
３ ① ２
②
４ ６
Q1 1 0 0 1 1 0 [Qf]=Q2 0 1 0 0 -1 -1 Q3 0 0 1 1 0 -1
５ ④
1
③
Qt
Ql
[1 Ql ]
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例 结
1 Aa= 2 3 4
支
② 1 -1 0 1 0 2 3 -1 1 0 -1 0 0 1 0 4 0 -1 1 0 5 0 0 1 -1 6 ３ ４ 0 ６ ③ 1 ① ５ 0 ２ -1 ④ 1
特点
①每一列只有两个非零元素，一个是+1，一个 是-1，Aa的每一列元素之和为零。 ②矩阵中任一行可以从其他n-1行中导出，即只 有n-1行是独立的。
n-1个独立 方程
i i i i i i i i i
矩阵形式的KCL: [ A ][ i ]= 0
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②用矩阵[A]T表示矩阵形式的KVL方程。
设:
u u1 u2 u3 u4 u5 u6
T
1 0 1 un1 u n3 u 1 0 0 n1 un1 T 1 1 0 un1 un 2 A un un 2 un2 0 1 0 u n 3 0 0 1 u n 3 0 1 0 un 2
独 立 回 路
支路b
注意
每一行对应一个独立回路， 每一列对应一条支路。
[B]=
l b
l 矩阵B的每一个元素定义为： 1 支路 j 在回路 i 中，且方向一致；
bij
-1 支路 j 在回路 i中，且方向相反； 0 支路 j 不在回路 i 中。
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例 取网孔为独立回路，顺时针方向
支1 2 回 3 4 5 6 ３
2.
回路电流方程、结点电压方程和割
集电压方程的矩阵形式
返 回
15.1 割集
割集Q
连通图G中支路的集合，具有下述性质： • 把Q中全部支路移去，图分成二个分离部分。 • 任意放回Q 中一条支路，仍构成连通图。