第十七章 非线性电路简介
◆ 重点：
1、含有单个非线性电阻的电路的分析
◆ 难点：
1、 非线性电路的小信号分析法
2、 求解简单非线性电路的三种方法
3、 理解牛顿-拉夫逊算法的意义及使用
分析非线性电阻电路的基本依据与分析线性电阻电路一样，依旧是克希霍夫定律。在本书中，我们只讨论非线性非时变电阻电路。
本章只讨论一些简单的非线性电阻电路，为学习电子电路及进一步学习非线性电路理论提供基础，至于一般的非线性电阻电路的分析方法，超出了本书的范围。有兴趣的同学可以参考相关的书籍。
17.1 非线性电阻元件
在实际生活中，线性是相对的，非线性是绝对的。研究非线性现象，具有十分重要的意义。在本章中，我们主要介绍非线性电阻元件。
17.1.1 非线性电阻的定义
所谓非线性电阻，是这样一种元件，其伏安关系可以用通过原点的遵循某种特定非线性关系，且该关系并不随着电路中的状态变化而变化。
在电子线路中，二极管与三极管是典型的非线性元件，如隧道二极管，其伏安关系为
17.1.2 非线性电阻的分类
u u 图17-1 非线性电阻的分类
17.1.3 静态电阻与动态电阻
一、静态电阻
αtg i u
R ==
二、动态电阻
β
tg di
du R d ==
工作点
i 图17-2 非线性电阻的静态电阻与动态电阻
注意在该图中，实际上其静态电阻值为正，而动态电阻值为负值。所谓“负电阻”是可以发出能量的理想元件，在本书中，并未讨论。
17.2 含有单个非线性电阻的电路的分析
17.2.1 分析方法
含有单个非线性电阻的电路，可以将原电路看成是两个单口网络组成的网络：其一为电路的线性部分，另一个为电路的非线性部分（只含有一个非线性电阻）
12图17-2(a) 非线性电路分析示意图
N 1 N 2 图17-2(b) 非线性电路分析示意图
对于网络N 1，而言，其输出伏安关系为：i R u u o oc -=，而对于仅含一个非线性电阻的网络 N 2而言，其元件的伏安关系为：)(u f i =。那么根据克希霍夫定律及元件的伏安关系可以确定电路的工作状态（具体的电量即为“工作点”）。
17.2.2 图解法
在上面的解决办法中，如果非线性元件的伏安关系可以写成确定的函数式，则可以通过解方程的方法求借电路的工作点，而大部分非线性元件的伏安特性不能用确定的函数式描述，我们就采用“图解法”来求解。图解法的图示如下：
u
例如一个晶体管电路：
12图17-4晶体管电路
其中晶体管元件为三端双口元件，双口网络的特性必须用两个VAR 关系来表征，即输入特性与输出特性。
u BE 17-5 三极管工作点的确定
17.2.3 非线性电阻电路的功能
1．波形变换 2．整流
17.3 理想二极管电路的分析
17.3.1 理想二极管
一、定义
如果一个二端的非线性电阻在平面上的特性曲线由负轴和正轴这样的两直线段组成，称之为理想二极管。
二、符号
三、伏安特性曲线
四、理想二极管的开关特性
●
b a u u >，为正向偏置，二极管相当于一个闭合的开关，短路。 ●
b a u u <，为反向偏置，二极管相当于一个开启的开关，断路。
17.3.2 仅含一个理想二极管的电路的分析
如果一个电路仅含一个理想二极管，则这类电路的分析可以充分利用戴维南定理。即：将其中的二极管划出，对余下部分的电路求取其戴维南等效，由此便可以很容易判断电路中的二极管是否导通。
例1：
已知：电路如图(a)所示。
6kΩ
+12V
(b) (c)
图17-7 例1电路
求：二极管的电流
解：将二极管划出，其电路如图（b）所示，求取该图的戴维南等效将二极管加入原电路，可得等效电路如图（c）所示。
由于二极管阴极电位比阳极电位高2.4V，因此，二极管截止，所求电流为零。
例2：
已知：电路如图(a)所示。
6kΩ
+12V
(b) (c)
图17-8 例2电路
求：二极管的电流
解：将二极管划出，其电路如图（b）所示，求取该图的戴维南等效将二极管加入原电路，可得等效电路如图（c）所示。
由于二极管阴极电位比阳极电位高2.4V，因此，二极管截止，所求电流为零。
17.3.3 假定状态分析法（ASSUMED-STATE）
如果电路中含有多个理想二极管，可以先假设其中的二极管处于导通或截止状态，然后根据这样的假设来对电路进行分析计算，如果计算结果与假设矛盾，则另行假设，反复计算，最后得出结果；如果计算结果与假设情况一致，则认为假设正确，可以进一步确定电路的其他状态。
下面以“逻辑门”（Logic gates）为例，来学习这种方法。
（a）共阳极接法（b）共阴极接法
图17-9 二极管的共阳极接法与共阴极接法
如图17-9（a）所示，三个二极管的阳极接在一起，称这种接法为共阳极接法。下面我们用假定状态分析法来分析该电路。假定的状态有以下几种：
1．所有二极管或其中两个同时导通
由于此处的二极管为理想元件，那么如果是1中所述的情况，则各个二极管的阳极与阴极应该保持等电位，而二极管又为共阳极接法，因此其阳极不可能为不同的电位值，这与电路理论矛盾，所以这种情假设是错误的。
2．其中一个二极管导通
假设二极管D1导通，D2、D3截止，那么A点电位即为17V，此时由于A点电位比二极管D2、D3赶的阴极电位高，所以D2、D3也导通，这又与电路理论矛盾；同理二极管D2导通，D1、D3截止时的情况也类似。
而当二极管D3导通，D1、D2截止时，阳极电位为-4V，此时二极管D1、D2、同时保持截止，假定的状态合理。
因此可以得出结论，电路中二极管D3导通，D1、D2截止。二极管的工作状态确定后，电路的其他参数等就可以得出了。
图17-9（b）中的情况可以完全类似地分析，其结论是二极管D1导通，D2、D3截止。
实际上，对于共阴极、共阳极这两种特殊的连接形式的二极管电路而言有如下的结论：
●共阴极接法的二极管中，阳极电位高者导通，阴极钳位。
●共阳极接法的二极管中，阴极电位低者导通，阳极钳位。
17.4 非线性电阻的串并联
首先介绍一个概念：
驱动点特性：一端口网络的端口电压与电流关系（伏安特性）称为该一端口的驱动点特性。
一、串联
图17-10 非线性电阻串联
如果设非线性电阻为电流控制的伏安关系，则
21i i i ==
)()(221121i f i f u u u +=+=
可见，电流控制的非线性电阻串联后的等效电阻仍然为一个电流控的非线性电阻。 二、并联
如果设非线性电阻为电压控制的伏安关系，则
21u u u ==
)()(221121u f u f i i i +=+=
可见，电压控制的非线性电阻串联后的等效电阻仍然为一个电压控的非线性电阻。 三、非线性电阻串并联电路的分析方法
一般来讲，非线性电阻的伏安关系不能直接写成确定的函数形式。当非线性电阻串并联时，则应用图解法求解出相应的非线性电阻的等效电阻的伏安关系，然后再用前面讲到的方法求解。（P1517）
例题：求如下电路中的输入输出电压关系。
R
图中支路1和支路2均为一个二极管与电压源串联，于是可以根据前面的图解法得出两条支路的伏安特性曲线如图17-12（b ）（c ）所示。
图17-12(c) 支路2的伏安特性曲线
这样电路中的非线性部分的伏安特性即为两条支路并联，所以也可以得出非线性部分的伏安特性曲线如图17-12（d ）所示。然后就可以讲原电路等效为仅含一个非线性电阻的电路按照前面的方法，可以求得该电路得负载线为iR u u i -=，该负载线与轴的交点即为u i ，由于为时变的，因此负载线平行移动。如图17-12（e ）所示。
图17-12(d) 非线性部分的伏安特性曲线
图17-12(e) 图解法示意图
容易看出，
当12U u U i <<时，i o u u =； 当1U u i >时，1U u o =；
当2U u i <时，2U u o -=；
因此可以得出电路的输入输出电压转移特性如图17-12（f ）所示。
图17-12(f) 输入输出转移特性
17.5 小信号分析法
在电子线路中，信号的变化幅度往往很小。虽然电路本身为一个非线性系统，但是我们可以围绕一个工作点建立一个局部线性的模型，对于这一个小信号而言，就可以运用线性电路的分析方法来进行分析计算，这就是所谓的“小信号分析法”。
函数的泰勒展开式：
n
n x x n x f x x x f x x x f x x x f x f x f )(!)()(!3)(''')(!2)(''))((')()(00)(300200000-++-+-+-+=Λ
在小信号情况下，电量函数可以取定前两项作为其近似。 一、含隧道二极管的电路
包含一个时变电压源和一个直流电源，其中电路中的信号（即u s ）的大小总是远小于偏置电源（即U S ）的大小，要求二极管的电压和电流。
在小信号情况下，可以将电路当作线性电路处理，电路满足叠加定理。
可以先求出直流偏置电压作用时，也就是说直流电压源单独作用时的电路（直流通路）状态，此时的电路状态称为电路的直流工作点（U Q ，I Q ）（用图解法或直接进行计算）。
u
U R
图17-13(a) 例题1电路
)()(t u U t u Q δ+= Q
U t u -)(
)()(t i I t i Q δ+= Q
I t i t i -=δ)()( 其中)(t u δ、)(t i δ可以看成是直流解（U Q ，I Q ）的扰动。这种扰动是由信号源引起的。 如果隧道二极管的特性为)(u f i =，在工作点处对函数进行泰勒展开
n
Q Q n Q Q Q Q Q Q Q U u n U i U u U i U u U i U u U i U i u i )(!
)()(!
3)(''')(!
2)(''))((')()()(32-+
+-+
-+
-+=Λ
由于S u 很小，也就是说，可以只取该展式的前两项，而)
(Q Q U f I =，所以
)
()(']
)()[(')()(t u U f I U t u U f U f t i Q Q Q Q Q δ+=-+≈
根据Q I t i t i -=δ)()(，可得)()(')(t u U f t i Q δδ≈，其中)('Q U f 即为二极管特性曲线在工
作点处的斜率，令r
g U f Q /1)('==
其中，g 为二极管在工作点处的增量电导(incremental conductance)，r 为增量电阻(incremental resistance)。通过以上分析，我们就可以建立起电路相对于工作点的小信号电路模型，在该模型中，元件均为线性电阻模型，计算时，可以直接使用前面我们学到的关于电阻电路的分析方法。
由于小信号情况下，我们将电路当作线性电路处理，此时电路满足叠加定理，即可将电
路的直流工作电路与小信号模型电路分开计算。最后得到待求量。
直流工作点计算电路——直流通路
u R
小信号电路——交流通路
r R t u t i S S +=
δ)()(，r R t ru t ri t u S S +==δδ)()()(，r R t ru U t u U t u S S
Q Q ++=+=δ)
()()(
下面我们来看另一个有关的例子。 二、例2
已知：稳压电路及稳压管特性曲线如图所示。其中12V 为电源，而uS 为电压的波动部分，也称纹波电压（ripple ）
例题2电路
直流通路
直流通路的等效电路
小信号电路——交流通路
求：电压u 。
解：可以根据例题的电路得出计算电路直流工作点的电路与小信号电路如图所示。 由图可以得出找到电路的工作点的直流负载线：Z Z i u )3/2(8--=，根据图解法可以得到此时的工作点为（-12V ，-6mA ）。然后可以根据在工作点附近的的函数模型得到其增量电阻（或者增量电导），绘制出其增量电路模型如图。再根据电阻电路的计算得到其待求量。
另外，我们可以注意到，稳压电路由于在击穿区斜率很大，如图中所示，而该部分与横轴交于-6V ，其斜率为1/10，这样我们就可以用一个10欧姆电阻与一个-6V 电源来等效在该区工作时的稳压管。从而可以通过下面的线性电路来进行计算。可采用叠加原理进行。
线性化模型
直流模型
小信号模型
由小信号模型可以计算，S u u 2
10-δ≈，可见电源电压的波动只能在输出端产生百分之
一的影响。
注意，如果工作点不在击穿区的线性特性附近，或者纹波电压变化幅度太大，以致于工
作范围超出击穿区，就不能再使用线性化模型。
三、例3
已知：电路及非线性元件的特性曲线如图所示，A i S 101=，tA i S sin 2=，S G 3=。
+
_ 图17-14(a) 例题3电路 图17-14(b) 非线性元件特性
图17-14(c) 直流工作点计算电路
图17-14(d) 小信号电路
求：电压u 。
解：可以根据例题的电路得出计算电路直流工作点的电路与小信号电路如图17-(c)、(d)所示。
由图17-(c)可以计算电路的工作点：
0 0''2>=--u u Gu i s
由于，A i s 101=，S G 3=，所以0 0''3102
>=--u u u 。
解得：V u 2'=。
图17-(d)中的增量电导G 为：
S
u dt
u d dt u df G u u 42)()(2'2
'2===
===
这样根据图17-(d)中的电路可得
t
u sin 71
''=。
所以： )
( sin 71
2'''V t u u u +=+=。
四、小信号分析法的计算步骤小结
总结前面有关的计算方法，具体的计算步骤为：
1．绘出直流电路，求出直流偏置电压作用时电路的直流工作点（U Q ，I Q ）（或待求量）； 2．根据非线性元件的伏安特性求出对于工作点处的电导； 3．绘出电路的小信号模型电路，计算出相应的待求量； 4．将直流分量与小信号分量叠加起来。
17.17 分段线性分析法
思路：将非线性电路中的非线性元件特性适当分解成为数个线性区段，从而可以将非线
性电路求解过程化为几个线性电路的分析。如
17.7 牛顿-拉夫逊法
由于含有非线性电阻元件的电路方程可以用非线性代数方程描述，因此，解决非线性电路就是要求解非线性代数方程。
往往非线性代数解的情况非常复杂，用一般代数求解的方法一般比较麻烦，所以常常采用数值计算解法求解其近似解，尤其在计算机辅助分析中常常用到。其中牛顿-拉夫逊算法是其中较为常用的一种。
如图所示，任意选择初始点x 0，得到)(x f 在该初始点处的切线，将该切线与横轴的交点对应的函数值与一个指定的误差（接近于零）做比较，如果误差小于规定值，则停止计算；如果误差大于规定值，则将该处的x 值作为下一次计算的“初始点”，再重复上面的过程，直到计算的新的切线与横轴的交点处对应的函数)(x f 的值近似为零，此时得到的x 的值即为电路方程的解。
需要注意的问题： 1．叠代公式的获取
同样应用到函数的泰勒级数展开式：
Λ
+???+??+
=?+===+22
21
)(!21)()()(k x x k
x x k
k
k
k x dx
f
d x dx
df
x f x x f x
f k
k
取线性部分，并使得：k
x x k k k k x dx
df x f x x f x f k ??+
=?+===+)()(0)(1，则：
)
(1
k x x k x f dx df x k
=-=?
这样的话，只要导数不为零，则可以得到叠代公式为：
)
(1
1k x x k k k k x f dx df x x x x k
=+-=?+=
2．初值的选取问题
如图所示，在该方法中，初值的选取非常重要，在选取不合适的情况下，就可能出现叠代过程振荡或者发散的问题，一般来说解决的方案是通过一定的叠代次数的判断来确定是否需要终止叠代，重新选取初始值。可见该算法中，存在初值选取不当影响计算过程的缺点。也可通过其他方法解决该算法中存在的初值问题。可以参考相应的参考书。
1.2.1 模拟信号的放大 放大是最基本的模拟信号处理功能，它是通过放大电路实现的，大多数模拟电子系统中都应用了不同类型的放大电路。放大电路也是构成其他模拟电路，如滤波、振荡、稳压等功能电路的基本单元电路。 电子技术里的“放大”有两方面的含义： 一是能将微弱的电信号增强到人们所需要的数值（即放大电信号），以便于人们测量和使用；检测外部物理信号的传感器所输出的电信号通常是很微弱的，例如前面介绍的高温计，其输出电压仅有毫伏量级，而细胞电生理实验中所检测到的细胞膜离子单通道电流甚至只有皮安（pA,10-12A）量级。对这些能量过于微弱的信号，既无法直接显示，一般也很难作进一步分析处理。通常必须把它们放大到数百毫伏量级，才能用数字式仪表或传统的指针式仪表显示出来。若对信号进行数字化处理，则须把信号放大到数伏量级才能被一般的模数转换器所接受。 二是要求放大后的信号波形与放大前的波形的形状相同或基本相同，即信号不能失真，否则就会丢失要传送的信息，失去了放大的意义。 某些电子系统需要输出较大的功率，如家用音响系统往往需要把声频信号功率提高到数瓦或数十瓦。而输入信号的能量较微弱，不足以推动负载，因此需要给放大电路另外提供一个直流能源，通过输入信号的控制，使放大电路能将直流能源的能量转化为较大的输出能量，去推动负载。这种小能量对大能量的控制作用是放大的本质。 针对不同的应用，需要设计不同的放大电路。 1.2.2 放大电路的四种模型 放大电路的一般符号如图1所示，为信号源电压，Rs为信号源内 阻，和分别为输入电压和输入电流，RL为负载电阻，和分别为输出电压和输出电流。在实际应用中，根据放大电路输入信号的条件和对输出信号的要求，放大电路可分为四种类型。 电压放大电路 如果只需考虑电路的输出电压和输出电压的关系，则可表达为 式中为电路的电压增益。前述炉温控制系统中对高温计输出电压信号的放大，就是使用了这种放大电路。 电流放大电路 若只考虑图1中放大电路的输出电流和输入电流的关系，则可表达为 式中为电流增益，这种电路称为电流放大电路。 互阻放大电路 当需要把电流信号转换为电压信号，如前述细胞电生理技术中，需要检测细胞膜离子通道的微弱电流时，则可利用互阻放大电路，其表达式为
第十七章非线性电路简介 学习要点 含有非线性元件的电路称为非线性电路。本章简要介绍非线性电阻元件及含有非线性电阻电路的分析方法。要求理解非线性电阻元件的特性，掌握非线性电路的分析方法—小信号分析法。 内容提要 非线性电阻 1.定义 含有非线性元件的电路称为非线性电路，实际元件都是非线性的，而当其非线性程度比较薄弱时，即可作为线性元件来处理。线性电阻元件的伏安关系满足欧姆定律Ri u=，在i u-平面上是一条通过原点的直线。非线性电阻元件的伏安特性不满足欧姆定律，在i u-平面上不是直线。非线性电阻元件的图形符号如图（a）所示。 （1）若电阻元件两端的电压是其电流的单值函数，这种电阻称为电流控制型的非线性电阻，其伏安关系可表示为 )(i f u=（17-1）它的典型伏安特性如图（b）所示。 } （2）如果通过电阻的电流是其两端电压的单值函数，这种电阻称为电压控制型的非线性电阻，其伏安关系可表示为 ) (u g i=（17-2）它的典型伏安特性如图（c）所示。 2.动态电阻 (c) (a)(b) 图 u
非线性电阻元件在某一工作状况下（如图中P 点）的动态电阻为该点的电压对电流的导数，即 di du R d = 图中P 点的动态电阻正比于tan β（区别于其静态电阻R ，R 正比于tan α）。 3.静态工作点 如图（a ）所示电路由线性电阻R 0和直流电压源U 0及一个非线性电阻R 组成（其虚线框也可由复杂网络等效而得）。设非线性电阻的伏安特性如图（b ）所示，并可表示为式（）。 根据KVL 和KCL ，对此电路列方程有 u i R U +=00 \ 或 i R U u 00-= （17-3） 是虚线方框一侧的伏安特性，如图（b ）中直线AB 所示。 直线AB 与伏安特性)(u g i =的交点（U Q ，I Q ），同时满足式（17-3）和式（17-2）， 所以有： Q Q U I R U +=00 | )(Q Q U g I = 交点Q （U Q ，I Q ）称为电路的静态工作点。由上述分析可知：Q 点可通过图解法（作直线AB 与伏安特性)(u g i =或)(i f u =的交点）或解析法（联立求解i R U u 00-= (b) g (u ) ( (a) 图 图
第二章 电阻电路的等效变换 1、各种电路类型在我没学校了 （1）线性电路：由线性无源元件、线性受控源和独立电源组成的电路，称为线性电路。第十七章介绍非线性电路的分析 （2）电阻电路：如果构成电路的线性无源元件均为线性电阻，电路则称为线性电阻性电路（简称电阻电路）。第二、三、四章介绍电阻电路的分析 （3）直流电路：当电路中的独立电源都是直流电源时，这类电路称为直流电路。电感在直流电路中相当于短路，电容在直流电路中相当于开路。 2、等效变换 （1）一端口 （2）等效的条件：如果两个一端口网络的伏安特性完全相同，则这两个一端口网络等效。 （3）等效变换的特点：对外等效。 3、电阻串并联 （1）电路元件的串并联 （A ）串联：两个元件连接在单节点上，称为串联。串联连接的电路元件具有相同的电流。 （B ）并联：两个元件连接在一对节点上，称为并联。并联连接的电路元件两端的电压相同。如果认为两个元件并联就是他们并行排列在电路图上，这是错误的，并联连接元件的特点是他们两端的电压相同。 （2）电阻串联：（A ）证明 （B ）分压公式 （3）电阻并联：（A ）证明 （B ）分流公式 4、电阻的Y 型连接和?型连接的等效变换 5、电压源、电流源的串联和并联 （1）电压源串联：（A ）公式（B ）加减号的确定 （2）电流源并联：（A ）公式（B ）加减号的确定 （3）电压源并联和电流源串联需满足基尔霍夫定律。 6、实际电源的两种电路模型及其等效变换 （1）实际电源的两种电路模型：（A ）电路模型，要注意其参考方向（B ）对应的实际电源 （2）两种电源电路模型进行等效变换的方法步骤：（A ）画出对应的电源电路模型，注意参考方向（B ）确定电阻值（C ）根据公式s s Ri u =确定电源电路模型中独立源的源电压、 源电流 第二次课
一个硬件电子工程师应掌握的二十种基本模拟电路一、桥式整流电路 1、二极管的单向导电性： 伏安特性曲线：理想开关模型和恒压降模型： 2、桥式整流电流流向过程：输入输出波形： 3、计算：Vo, Io,二极管反向电压。 二、电源滤波器 1、电源滤波的过程分析：波形形成过程： 2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。 三、信号滤波器 1、信号滤波器的作用：与电源滤波器的区别和相同点： 2、LC 串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。 3、画出通频带曲线。 计算谐振频率。
四、微分和积分电路 1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。 2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。 3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。 五、共射极放大电路 1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。
2、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。 3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算 六、分压偏置式共射极放大电路 1、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。 2、电流串联负反馈过程的分析，负反馈对电路参数的影响。 3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。 七、共集电极放大电路(射极跟随器)
1、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。电路的输入和输出阻抗特点。 2、电流串联负反馈过程的分析，负反馈对电路参数的影响。 3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算 八、电路反馈框图 1、反馈的概念，正负反馈及其判断方法、并联反馈和串联反馈及其判断方法、电流反馈和电压反馈及其判断方法。 2、带负反馈电路的放大增益 九、二极管稳压电路
第二章电路的分析方法 电路分析是指在已知电路构和元件参数的情况下，求出某些支路的电压、电流。分析和计算电路可以应用欧姆定律和基尔霍夫定律，但往往由于电路复杂，计算手续十分繁琐。为此，要根据电路的构特点去寻找分析和计算的简便方法。 2．1 支路电流法 支路电流法是分析复杂电路的的基本方法。它以各支路电流为待求的未知量，应用基尔霍夫定律（KCL 和KVL ）和欧姆定律对结点、回路分别列出电流、电压方程，然后解出各支路电流。下面通过具体实例说明支路电流法的求解规律。 例2-1】试用支路电流法求如图2-1 所示电路中各支路电流。已知U S1 130V ，U S2 117V ，R1 1 ，R2 0.6 ，R 24 。【解】该电路有3 条支路（b=3），2个结 点（n=2）,3 个回路（L=3 ）。先假定各支路电流的参 考方向和回路的绕行方向如图所示。因为有3 条支路则 有3 个未知电流，需列出3 个独立方程，才能解得3 个未知量。根据KCL 分别对点A、B 列出的方程实际上是 相同的，即结点A、B 中只有一个结点电流方程是独立 的，因此对具有两个结点的电路，只能列出一个独立的 KCL 方程。 再应用KVL 列回路电压方程，每一个方程中至少要包含一条未曾使用过的支路（即没有列过方程的支路）的电流或电压，因此只能列出两个独立的回路电压方程。根据以上分析，可列出3 个独立方程如下： 结点A I1 I2 I 0 回路ⅠI1R1 I2R2 U S1 U S2 回路ⅡI2 R2 IR U S2 I1 10A， I2 5A， I=5A 联立以上3 个方程求解，代入数据解得支路电流 通过以上实例可以总出支路电流法的解题步骤是： 1．假定各支路电流的参考方向，若有n个点，根据KCL 列出（n－１）个结点电流方程。 ２．若有b 条支路，根据KVL 列（b－n＋１）个回路电压方程。为了计算方便，通常选网孔作为回路。
《模拟电子技术基础》教案 1、本课程教学目的： 本课程是电气信息类专业的主要技术基础课。其目的与任务是使学生掌握常用半导体器件和典型集成运放的特性与参数，掌握基本放大、负反馈放大、集成运放应用等低频电子线路的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和工程计算方法；使学生具有一定的实践技能和应用能力；培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续课程和深入学习这方面的内容打好基础。 2、本课程教学要求： 1．掌握半导体器件的工作原理、外部特性、主要参数、等效电路、分析方法及应用原理。 2．掌握共射、共集、共基、差分、电流源、互补输出级六种基本电路的组成、工作原理、特点及分析，熟悉改进放大电路，理解多级放大电路的耦合方式及分析方法，理解场效应管放大电路的工作原理及分析方法，理解放大电路的频率特性概念及分析。 3．掌握反馈的基本概念和反馈类型的判断方法，理解负反馈对放大电路性能的影响，熟练掌握深度负反馈条件下闭环增益的近似估算，了解负反馈放大电路产生自激振荡的条件及其消除原则。 4．了解集成运算放大器的组成和典型电路，理解理想运放的概念，熟练掌握集成运放的线性和非线性应用原理及典型电路；掌握一般直流电源的组成，理解整流、滤波、稳压的工作原理，了解电路主要指标的估算。
3、使用的教材： 杨栓科编，《模拟电子技术基础》，高教出版社 主要参考书目： 康华光编，《电子技术基础》（模拟部分）第四版，高教出版社 童诗白编，《模拟电子技术基础》，高等教育出版社， 张凤言编，《电子电路基础》第二版，高教出版社， 谢嘉奎编，《电子线路》（线性部分）第四版，高教出版社， 陈大钦编，《模拟电子技术基础问答、例题、试题》，华中理工大学出版社，唐竞新编，《模拟电子技术基础解题指南》，清华大学出版社， 孙肖子编，《电子线路辅导》，西安电子科技大学出版社， 谢自美编，《电子线路设计、实验、测试》（二），华中理工大学出版社， 绪论 本章的教学目标和要求： 要求学生了解放大电路的基本知识；要求了解放大电路的分类及主要性能指标。 本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学） §1－1 电子系统与信号0.5 §1－2 放大电路的基本知识0.5
第十七章 非线性电路简介 17.1 学习要点 含有非线性元件的电路称为非线性电路。本章简要介绍非线性电阻元件及含有非线性电阻电路的分析方法。要求理解非线性电阻元件的特性，掌握非线性电路的分析方法—小信号分析法。 17.2 内容提要 17.2.1 非线性电阻 1.定义 含有非线性元件的电路称为非线性电路，实际元件都是非线性的，而当其非线性程度比较薄弱时，即可作为线性元件来处理。线性电阻元件的伏安关系满足欧姆定律 Ri u =，在i u -平面上是一条通过原点的直线。非线性电阻元件的伏安特性不满足欧姆定律，在i u -平面上不是直线。非线性电阻元件的图形符号如图17.1（a ）所示。 （1）若电阻元件两端的电压是其电流的单值函数，这种电阻称为电流控制型的非线性电阻，其伏安关系可表示为 )(i f u = （17-1） 它的典型伏安特性如图17.1（b ）所示。 （2）如果通过电阻的电流是其两端电压的单值函数，这种电阻称为电压控制型的非线性电阻，其伏安关系可表示为 )(u g i = （17-2） 它的典型伏安特性如图17.1（c ）所示。 2.动态电阻 非线性电阻元件在某一工作状况下（如图17.2中P 点）的动态电阻为该点的电 (c) (a) (b) i 图17.1 u i u 0
压对电流的导数，即 di du R d = 图17.2中P 点的动态电阻正比于tan β（区别于其静态电阻R ，R 正比于tan α）。 3.静态工作点 如图17.3（a ）所示电路由线性电阻R 0和直流电压源U 0及一个非线性电阻R 组成（其虚线框也可由复杂网络等效而得）。设非线性电阻的伏安特性如图17.3（b ）所示，并可表示为式（17.2）。 根据KVL 和KCL ，对此电路列方程有 u i R U +=00 或 i R U u 00-= （17-3） 是虚线方框一侧的伏安特性，如图17.3（b ）中直线AB 所示。 直线AB 与伏安特性)(u g i =的交点（U Q ，I Q ），同时满足式（17-3）和式（17-2）， 所以有： Q Q U I R U +=00 )(Q Q U g I = 交点Q （U Q ，I Q ）称为电路的静态工作点。由上述分析可知：Q 点可通过图解法（作直线AB 与伏安特性)(u g i =或)(i f u =的交点）或解析法（联立求解i R U u 00-=及非线性电阻的伏安特性式）求出。 + (b) 1' B i - (U Q ,I Q ) R U A 1 i =g (u ) - R 0 Q + O (a) u U 0 R u i U 0 图17.3 u α i β O P 图17.2
前者是电阻的决定式，说明电阻和哪些因素有关，后者是定义式，提供了测量电阻的手段，并不能说明R 与U 成正比与I 成反比。 测量电路 测量电路有两种方法：电流表内接法和电流表外接法． 甲图中:1X V X X X X V V R R R U R R R I R R R = ==++外＜,误差ΔR=R 外－R X =2 X X V R R R - + 乙图中: X A X U R R R R I = =+内＞, 误差ΔR=R 内－R X =R A 确定内接法还是外接法，有三种方法： a ．直接比较法：当R x >>R A 时用内接法，当R x < 伏安特性曲线不是直线，这样的元件叫非线性元件。 2、串联电路和并联电路：串联，，并联：①几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一； ②若不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻； ③若某一支路的电阻增大，则总电阻也随之增大； ④若并联的支路增多时，总电阻将减小；（5）当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻。 分压式与限流式接法： 名称/电路图 （限流电路） （分压电路） 电流调节范围 R U I R R U R ≤≤+0 R U I R ≤ ≤0 电压调节范围 U U U R R R R ≤≤+0 U U R ≤≤0 效果比较 0R R R U U R +=U R R R U R 0 += R R R R R U U R R R U b a b a b R ++= = ＋并并 当R>>R 0调节效果相当差，一般适用 于R 与R 0相差不多时 缺点 调节范围小，在R>>R 0时，调节效果差 电路结构较复杂，在用电器正常工作时，电路消耗的功率较大，在R< 对模拟电路的掌握分为三个层次 初级层次：是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。只要是电子爱好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。 中级层次：是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法;定性分析电路信号的流向，相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。高级层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业--电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。 一、桥式整流电路 1、二极管的单向导电性： 伏安特性曲线： 理想开关模型和恒压降模型： 2、桥式整流电流流向过程： 输入输出波形： 3、计算：Vo, Io,二极管反向电压。 二、电源滤波器 1、电源滤波的过程分析： 波形形成过程： 2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。 三、信号滤波器 1、信号滤波器的作用： 与电源滤波器的区别和相同点： 2、LC 串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。 3、画出通频带曲线。 计算谐振频率。 四、微分和积分电路 1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。 2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。 3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。 五、共射极放大电路 1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。 模拟电路（基本概念和知识总揽） 1、基本放大电路种类（电压放大器，电流放大器，互导放大器和互阻放大器），优缺点，特别是广泛采用差分结构的原因。 2、负反馈种类（电压并联反馈，电流串联反馈，电压串联反馈和电流并联反馈）；负反馈的优点（降低放大器的增益灵敏度，改变输入电阻和输出电阻，改善放大器的线性和非线性失真，有效地扩展放大器的通频带，自动调节作用） 3、基尔霍夫定理的内容是什么？ 基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律。 电流定律：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有流出节点的支路电流代数和恒等于零。电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。 4、描述反馈电路的概念，列举他们的应用？ 反馈，就是在电子系统中，把输出回路中的电量输入到输入回路中去。 反馈的类型有：电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈。负反馈的优点：降低放大器的增益灵敏度，改变输入电阻和输出电阻，改善放大器的线性和非线性失真，有效地扩展放大器的通频带，自动调节作用。 电压（流）负反馈的特点：电路的输出电压（流）趋向于维持恒定。 5、有源滤波器和无源滤波器的区别？ 无源滤波器：这种电路主要有无源元件R、L和C组成 有源滤波器：集成运放和R、C组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。 集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。 6、基本放大电路的种类及优缺点，广泛采用差分结构的原因。 答：基本放大电路按其接法的不同可以分为共发射极放大电路、共基极放大电路和共集电极放大电路，简称共基、共射、共集放大电路。 共射放大电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻在三种电路中居中，输出电阻较大，频带较窄。常做为低频电压放大电路的单元电路。 共基放大电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共射放 ADS2009 常用元器件介绍 录入：https://www.doczj.com/doc/db14226333.html, 点击：3715 1．集总参数元件 组成电路模型的元件都是能反映实际电路中元件主要物理特征的理想元件。电路中元件在工作过程中还与电磁现象有关，常见的3种最基本的理想电路元件有：表示消耗电能的理想电阻元件R；表示储存电场能的理想电容元件C；表示储存磁场能的理想电感元件L。当实际电路的尺寸远小于电路工作时电磁波的波长时，可以把元件的作用集总在一起，用一个或有限个R、L、C元件来描述，这样的电路称为集总参数电路。集总参数元件是具有两个端钮的元件，从一个端钮流入的电流等于从另一个端钮流出的电流，端点间的电压为单值量。 在原理图设计窗口中的“Lumped-Components”主件控制面板可以选择集总参数元件，其中主要包括电感、电容和电阻等常用集总参数元件。 1）电容 （1）一般电容：一般电容符号如图2-19所示，其主要参数见表2-2。 表2-2 一般电容参数 （2）含Q值电容（CAPQ）：Q值是衡量电容的重要指标，含有Q值电容电路符号如图2-20所示，其主要参数见表2-3。 表2-3 含有Q值的电容参数 （3）直流阻塞电容（DC_Block）：直流阻塞电容是用于在电路中隔掉直流成分的理想器件模型，其电路符号如图2-21所示，其主要参数见表2-4。 直流阻塞电容对暂态分析是非因果的，参数C和L通常用于暂态分析，且电容的值是有限值（默认为1μF）。 2）电感 （1）一般电感：一般电感符号如图2-22所示，其主要参数见表2-5。 表2-5 一般电感参数 （2）含Q值电感（INDQ）：Q值是衡量电感的重要指标，含有Q值的电感符号如图2-23所示，其主要参数见表2-6。 （3）交流阻塞电感（DC_Feed）：交流阻塞电感是用于在电路中隔掉交流成分的理想器件模型，其电路符号如图2-24所示。其参数与直流阻塞电容一致。 3）电阻 一般电阻符号如图2-25所示，其主要参数见表2-7。 电子电路工程师必备的20种模拟电路 对模拟电路的掌握分为三个层次：初级层次：是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。只要是电子爱好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟 电路。 中级层次：是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法;定性分析电路信号的流向，相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。高级层次是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业--电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。 一、桥式整流电路 1、二极管的单向导电性：伏安特性曲线：理想开关模型和恒压降模型： 2、桥式整流电流流向过程：输入输出波形： 3、计算：Vo, Io,二极管反向电压。 二、电源滤波器 1、电源滤波的过程分析：波形形成过程： 2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。 三、信号滤波器1、信号滤波器的作用：与电源滤波器的区别和相同点：2、LC 串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。3、画出通频带曲线。计算谐振频率。 四、微分和积分电路 1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。 2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。 3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。 五、共射极放大电路 1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。 2、元器件的作用、电路的用途、电压 一、填空题:(每空1分共40分) 1、PN结正偏时(导通),反偏时(截止),所以PN结具有(单向)导电性。 2、漂移电流是(反向)电流,它由(少数)载流子形成,其大小与(温度)有关,而与外加电压(无关)。 3、所谓理想二极管,就是当其正偏时,结电阻为(零),等效成一条直线;当其反偏时,结电阻为(无穷大),等效成断开; 4、三极管是(电流)控制元件,场效应管是(电压)控制元件。 5、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结(正偏),集电结(反偏)。 6、当温度升高时,晶体三极管集电极电流Ic(增大),发射结压降(减小)。 7、三极管放大电路共有三种组态分别是(共集电极)、(共发射极)、(共基极)放大电路。 8、为了稳定三极管放大电路的静态工作点,采用(直流)负反馈,为了稳定交流输出电流采用(交流)负反馈。 9、负反馈放大电路和放大倍数AF=(A/1+AF),对于深度负反馈放大电路的放大倍数AF= (1/F )。 10、带有负反馈放大电路的频带宽度BWF=(1+AF)BW,其中BW=(fh-fl ), (1+AF )称为反馈深度。 11、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号,称为(共模)信号,而加上大小相等、极性相反的两个信号,称为(差模)信号。 12、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的(交越)失真,而采用(甲乙)类互补功率放大器。 13、OCL电路是(双)电源互补功率放大电路; OTL电路是(单)电源互补功率放大电路。 14、共集电极放大电路具有电压放大倍数(近似于1 ),输入电阻(大),输出电阻(小)等特点,所以常用在输入级,输出级或缓冲级。 15、差分放大电路能够抑制(零点)漂移,也称(温度)漂移,所以它广泛应用于(集成)电路中。 16、用待传输的低频信号去改变高频信号的幅度称为(调波),未被调制的高频信号是运载信息的工具,称为(载流信号)。 17、模拟乘法器输出与输入的关系式是U0=(KUxUy ) 1、1、P型半导体中空穴为(多数)载流子,自由电子为(少数)载流子。 2、PN结正偏时(导通),反偏时(截止),所以PN结具有(单向)导电性。 3、反向电流是由(少数)载流子形成,其大小与(温度)有关,而与外加电压(无关)。 4、三极管是(电流)控制元件,场效应管是(电压)控制元件。 5、当温度升高时,三极管的等电极电流I(增大),发射结压降UBE(减小)。 6、晶体三极管具有放大作用时,发射结(正偏),集电结(反偏)。 7、三极管放大电路共有三种组态()、()、()放大电路。 电气控制回路八种常用元件原理介绍 断路器、接触器、中间继电器、热继电器、按钮、指示灯、万能转换开关和行程开关是电气控制回路中最常见的八种元件，以图文并茂的方式介绍常用电气元件的原理及应用，通过了解它们在电气回路中的作用来掌握这些元件平时的运行情况。 1、断路器 低压断路器又称为自动空气开关，可手动开关，又能用来分配电能、不频繁启动异步电机，对电源线、电机等实行保护，当它们发生严重过载、短路或欠压等故障时能自动切断电路。常用断路器外形图（如下图） 1P微型断路器 3P微型断路器 塑壳断路器断路器文字符号为：QF 断路器图形符号为： 单极断路器图形符号三极断路器图形符号 2、接触器 接触器由电磁机构和触头系统两部分组成，接触器最常见线圈电压有AC380V、AC220V、AC110V、AC36V、AC24V、AC12V和DC220V、DC36V、DC24V、DC12V等多种。常用的有AC380V、AC220V，机床常用的有AC110V、AC36V 、DC36V、DC24V、等几种，外形一样，就是线圈的电压有区别。 接触器电磁机构由线圈、动铁心（衔铁）和静铁心组成；接触器触头系统由主触头和辅助触头两部分组成，主触头用于通断主电路，辅助触头用于控制电路中。常用接触器外形图片 接触器文字符号为：KM 接触器图形符号表示为： 接触器线圈图形符号: 接触器主触头图形符 号 : 接触器辅助常开触头图形符号接触器辅助常闭触头图形符号 3、热继电器 热继电器是利用电流通过元件所产生的热效应原理而反时限动作 的继电器。 热继电器文字符号：FR 热继电器图形符号： --------------------------------- 用Multisim实现非线性电路的仿真与设计 ————分段线性电阻电路 摘要 非线性电阻电路在工程科学中有广泛的应用，其设计方法也多种多样，本文首先通过最基本的线性电阻，二极管，电流源，直流电压源，直流电压源四种元器件设计凹凸电阻，然后以凹凸电阻作为基本的积木块，通过串联分解法与并联分解法的综合分析设计出符合要求的非线性的分段线性电路，并在Multisim 10.0上实现仿真。 关键词 非线性，分段线性，凹电阻，凸电阻 -------------------------------------------------------------- 1 引言 非线性是自然界中普遍存在的自然现象，正是非线性现象才构成了变化莫测的世界。自然界在相当多的情况下，非线性现象却起着很大的作用。非线性动力学的研究涉及非常广泛的科学范围，从电子学到物理学，从气象学到生态学，从数学到经济学等。大多数的电子电路与系统本身是非线性的，若仅考虑线性特性则有很大的局限性，尤其它将阻碍对非线性系统特性的研究，而这种非线性系统的复杂性在信息的传输、编码、存储、安全等方面具有很大的优势。今天，世界各国有关研究非线性的组织已经意识到开发非线性动力系统的潜力，欧洲、美国、日本的科学家们也 正进行1些相关非线性的意义重大的项目研究。而分段线性电路系统则是非线性系统中最简单的一种情况，本文介绍了如何通过凹凸电阻的串联分解法和并联分解法设计出符合要求的分段线性电阻电路，并在Multisim 10.0实现仿真。 2 用Multisim 10.0设计如图1，图2的非线性电阻电路。 （图1）（图2） 2.1 凹电阻，凸电阻的实现。 ①凹电阻。当两个或两个以上元件串联时，电路的伏安特性图是各元件伏安特性图的电压之和。图3为一凹电阻，其对应的伏安特性曲线为图4所示。 第17章习题非线性 电路 第十七章非线性电路简介 17.1 学习要点 含有非线性元件的电路称为非线性电路。本章简要介绍非线性电阻元件及含有非线性电阻电路的分析方法。要求理解非线性电阻元件的特性，掌握非线性电路的分析方法—小信号分析法。 17.2 内容提要 17.2.1 非线性电阻 1.定义 含有非线性元件的电路称为非线性电路，实际元件都是非线性的，而当其非线性程度比较薄弱时，即可作为线性元件来处理。线性电阻元件的伏安关系满足欧姆定律Ri u=，在i u-平面上是一条通过原点的直线。非线性电阻元件的伏安特性不满足欧姆定律，在i u-平面上不是直线。非线性电阻元件的图形符号如图17.1（a）所示。 （1）若电阻元件两端的电压是其电流的单值函数，这种电阻称为电流控制型的非线性电阻，其伏安关系可表示为 )(i f u=（17-1）它的典型伏安特性如图17.1（b）所示。 （2）如果通过电阻的电流是其两端电压的单值函数，这种电阻称为电压控制型的非线性电阻，其伏安关系可表示为 ) (u g i=（17-2）它的典型伏安特性如图17.1（c）所示。 2.动态电阻 (c) (a)(b) 图17.1 非线性电阻元件在某一工作状况下（如图17.2中P 点）的动态电阻为该点的电压对电流的导数，即 di du R d = 图17.2中P 点的动态电阻正比于tan β（区别于其静态电阻R ，R 正比于tan α）。 3.静态工作点 如图17.3（a ）所示电路由线性电阻R 0和直流电压源U 0及一个非线性电阻R 组成（其虚线框也可由复杂网络等效而得）。设非线性电阻的伏安特性如图17.3（b ）所示，并可表示为式（17.2）。 根据KVL 和KCL ，对此电路列方程有 u i R U +=00 或 i R U u 00-= （17-3） 是虚线方框一侧的伏安特性，如图17.3（b ）中直线AB 所示。 直线AB 与伏安特性)(u g i =的交点（U Q ，I Q ），同时满足式（17-3）和式（17-2）， 所以有： Q Q U I R U +=00 )(Q Q U g I = ) g (u ) (a ) 0图17.3 图17.2 电子电路基本元器件及其特性 任何电子线路都是内电子元器件组成，所以电子元器件是组成电子线路的最小的独 立个体。正确识别电子元器件及掌握好电子元器件的测量，对于电子线路图的正确识 谈是不可缺少的。本章主要讲述常用电子元器件的舶皿测量。第一节电阻器和电位器在电子线路中，电阻器是构成电子线路的基本元件，它主要作为负载、分流、降压、 限流、分压、取样等之用。电阻器又分为固定电阻器和可变电阻器。固定电阻器常 简称为电阻，其阻值是固定不变的；可变电阻器又称为电位器，其阻值可以通过调节 电位器上的旋钮而改变。电阻和电位器统称为电阻器。 1．电阻器的符号及单位 电阻器在电子线路中的图形符号及文字符号表示法，如图1所示。 2．电阻器的分类 电阻器主要有两种分类法用途来分。电阻器按其制造材料可分为：碳膜电阻器、企届膜电阻器、金属氧化股电阻器、线绕电阻器；按其用途来分可分为：光敏电阻器、气敏电阻器、压敏电阻器、热敏电阻器等。 (1)碳膜电阻器碳膜电阻器表而一般涂有绿色的保护漆，其咀值范围宽，有良好的阻 值稳定性，受电压和频率的影响小，脉冲负载稳定，电阻器温度系数不大B—为负值。但其特件比企届腆电阻器差，故在军用员中很少采用，而在民用品中出于价格较便仓，所以大旦采用。 (2)金属膜电阻器金属膜电阻器表而一舶涂有红色或棕红色的保护漆。金属膜电阻器 工作环境温度范围宽、耐热性好、体积小、温度系数和噪声比较小、精密度高，适应 于要求较高的电子电路小。其主要缺点是脉冲负能力差，所以在脉冲状态下〕：作的 电阻器，不：定选用金属膜电阻器。 (3)金届氧化膜电阻器金届氧化膜电阻器除了具有金属膜电阻器的优点外，还具有耐 尚温，低阻值(100 o)时性能好及成本低等优点。但金属氧化膜电阻器在直流负载下缄 化膜容易发生电解使氧化物还原，性能不太稳定。 第二章电路的分析方法 本章以电阻电路为例，依据电路的基本定律，主要讨论了支路电流法、弥尔曼定理等电路的分析方法以及线性电路的两个基本定理：叠加定理和戴维宁定理。 1．线性电路的基本分析方法 包括支路电流法和节点电压法等。 （1）支路电流法：以支路电流为未知量，根据基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律(KVL)列出所需的方程组，从中求解各支路电流，进而求解各元件的电压及功率。适用于支路较少的电路计算。 （2）节点电压法：在电路中任选一个结点作参考节点，其它节点与参考节点之间的电压称为节点电压。以节点电压作为未知量，列写节点电压的方程，求解节点电压，然后用欧姆定理求出支路电流。本章只讨论电路中仅有两个节点的情况，此时的节点电压法称为弥尔曼定理。 2 ．线性电路的基本定理 包括叠加定理、戴维宁定理与诺顿定理，是分析线性电路的重要定理，也适用于交流电路。 （1）叠加定理：在由多个电源共同作用的线性电路中，任一支路电压（或电流）等于各个电源分别单独作用时在该支路上产生的电压（或电流）的叠加（代数和）。 ①“除源”方法 （a）电压源不作用：电压源短路即可。 （b）电流源不作用：电流源开路即可。 ②叠加定理只适用于电压、电流的叠加，对功率不满足。 （2）等效电源定理 包括戴维宁定理和诺顿定理。它们将一个复杂的线性有源二端网络等效为一个电压源形式或电流源形式的简单电路。在分析复杂电路某一支路时有重要意义。 ①戴维宁定理：任何一个线性含源的二端网络，对外电路来说，可以用一个理想电压源和一个电阻的串联组合来等效代替，其中理想电压源的电压等于含源二端网络的开路电压，电阻等于该二端网络中全部独立电源置零以后的等效电阻。 ②诺顿定理：任何一个线性含源的二端网络，对外电路来说，可以用一个理想电流源和一个电阻的并联组合来等效代替。此理想电流源的电流等于含源二端网络的短路电流，电阻等于该二端网络中全部独立电源置零以后的等效电阻。 3 ．含受控源电路的分析 对含有受控源的电路，根据受控源的特点，选择相应的电路的分析方法进行分析。 4．非线性电阻电路分析 非线性电路混沌实验 混沌是非线性系统中存在的一种普遍现象,它也是非线性系统所特有的一种复杂状态。 混沌研究最先起源于1963年洛伦兹(E.Lorenz)研究天气预报时用到的三个动力学方程,后来又从数学和实验上得到证实。无论是复杂系统,如气象系统、太阳系,还是简单系统,如钟摆、滴水龙头等,皆因存在着内在随机性而出现类似无轨、但实际是非周期有序运动,即混沌现象。由于电学量(如电压、电流)易于观察和显示,因此非线性电路逐渐成为混沌及混沌同步应用的重要途径,其中最典型的电路是美国加州大学伯克利分校的蔡少棠教授1985年提出的著名的蔡氏电路(Chua ’s Circuit)。就实验而言,可用示波器观察到电路混沌产生的全过程,并能得到双涡卷混沌吸引子。 本实验所建立的非线性电路包括有源非线性负阻、LC 振荡器和RC 移相器三部分；采用物理实验方法研究LC 振荡器产生的正弦波与经过RC 移相器移相的正弦波合成的相图(李萨如图)，观测振动周期发生的分岔及混沌现象。 【实验目的】 观测振动周期发生的分岔及混沌现象；测量非线性单元电路的电流—电压特性；了解非线性电路混沌现象的本质；学会自己制作和测量一个使用带铁磁材料介质的电感器以及测量非线性器件伏安特性的方法。 【实验原理】 1.非线性电路与非线性动力学 实验电路如图1所示，图1中只有一个非线性元件R ，它是一个有源非线性负阻器件。电感器L 和电容C 2组成一个损耗可以忽略的谐振回路；可变电阻R V 和电容器C 1串联将振荡器产生的正弦信号移相输出。本实验中所用的非线性元件R 是一个三段分段线性元件。图2所示的是该电阻的伏安特性曲线，从特性曲线显示中加在此非线性元件上电压与通过它的电流极性是相反的。由于加在此元件上的电压增加时，通过它的电流却减小，因而将此元件称为非线性负阻元件。 图1非线性电路原理图 图2非线性元件伏安特性 图1电路的非线性动力学方程为： 1121)(1 C C C C U g U U G dt dU C ?--?= L C C C i U U G dt dU C +-?=)(2112 2 (1) 2C L U dt di L -= 最基本的20个模拟电路和作用你一定要知道 模拟电路的重要性小伙伴们都懂！最基本的是20个模拟电路，一定要懂！初级小伙伴是熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。 中级小伙伴是能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法;定性分析电路信号的流向，相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。最有意思的是，这时的你可以作为威客来我爱快包接包，用互联网的模式和自己的本事赚工作之外的钱，开心吧！ 高级小伙伴是能定量计算这二十个电路的输入输出阻抗、输出信号与输入信号的比值、电路中信号电流或电压与电路参数的关系、电路中信号的幅度与频率关系特性、相位与频率关系特性、电路中元器件参数的选择等。达到高级层次后，只要您愿意，受人尊敬的高薪职业--电子产品和工业控制设备的开发设计工程师将是您的首选职业。当然了，作为技术高手的你可以常常出招解决技术难题，我爱快包帮你一起赚到银子多多！想想都醉了！ 一、桥式整流电路 1、二极管的单向导电性：伏安特性曲线：理想开关模型和恒压降模型： 2、桥式整流电流流向过程：输入输出波形： 3、计算：V o,Io,二极管反向电压。 二、电源滤波器 1、电源滤波的过程分析：波形形成过程： 2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。 三、信号滤波器1、信号滤波器的作用：与电源滤波器的区别和相同点： 2、LC串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。 3、画出通频带曲线。二十个基本模拟电路
模拟电路(基本概念和知识总揽)
ADS2009 常用元器件介绍解析
常见的20个基本模拟电路
模拟电路基础知识大全
电气控制回路八种常用元件原理介绍
非线性电路设计
第17章习题 非线性电路教学文稿
电子电路基本元器件及其特性
第二章 电路的分析方法(答案)汇总
2非线性电路混沌实验
最基本的20个模拟电路和作用 你一定要知道
相关主题
文本预览