非线性直流电路分析精彩讲解

1.4 非线性电路的分析方法如前所述，在小信号放大器的分析和设计中, 通常是采用等效电路法，以便采用经典电路理论来进行分析、计算。

线性电路中，通常信号幅度小，整个信号的动态范围在元器件特性的线性范围内，所以器件的参数均视为常量，可以借助于公式计算电路的性能指标。

“模拟电子技术基础”课程中“低频小信号放大器”以及本课程中 “高频小信号谐振放大器”的分析中都涉及线性电路的分析。

在通信电子线路中，除了小信号放大电路外，有源器件还常工作在大信号或非线性状态。

与线性电路相比，非线性电路的分析和计算要复杂得多。

在非线性电路中，信号的幅度较大时，信号的动态范围涉及元器件特性的整个范围，半导体器件工作在非线性状态。

它们的参数不再是常数而是变量了。

因此，难以用等效电路和简单的公式计算电路了。

此外，在线性、非线性频谱搬移电路中，都涉及非线性电路的分析方法。

非线性电路的分析是本课程中的重要内容。

分析非线性电路时，常用幂级数分析法、指数函数分析法、折线分析法、开关函数分析法和时变参数分析法等。

1.4.1 幂级数分析法常用的非线性元器件的特性曲线大都可以用幂级数来表示。

在小信号运用的条件下，可以将一些非线性元器件的特性曲线用幂级数近似表示，使问题简化。

用这种方法分析非线性电路，虽然存在一定的准确性问题，但可以较好地说明非线性器件的频率变换作用。

因此在小信号检波、小信号调幅等电路分析时常常采用。

下面以图1.4.1所示电路为例，介绍幂级数分析法。

图中二极管是非线性器件，所加信号电压u 的幅度较小，称为小信号；L R 为负载， 0U 是静态工作点电压。

设流过二极管的电流i 函数关系为：)(u f i =若该函数)(u f 的各阶导数存在，则这个函数可以在静态工作点0U 处展开成幂级数(或称为泰勒级数)。

+-+-+-+=300///200//00/0)(!3)()(!2)())(()(U u U fU u U fU u U f U f i+-+-+-+=303202010)()()(U u b U u b U u b b （1-4-1）式中 0)(00U u iU f b ===为工作点处的电流u LR 图 1.4.1 二极管及其伏安特性(a)o(b)Id d )(0/1U u ui U f b === 为过静态工作点切线的斜率，即跨导；0220//2d d !21)(U u ui U f b ===kk0k k d d !1)(U u ui K U f b ===如果取00=U ，即静态工作点选在原点，则式（1-4-1）可写为 ++++=332210u b u b u b b i （1-4-2）从数学分析来看，上述幂级数展开式是一收敛函数，幂次越高的项其系数越小。

非线性电路分析技巧在电子领域中，非线性电路的分析是十分重要的。

与线性电路不同，非线性电路的元件特性与电压和电流之间的关系不是线性的。

因此，针对非线性电路的分析方法需要更为复杂和精确。

本文将介绍一些非线性电路分析的技巧，帮助读者更好地理解和应用于实践。

一、利用近似法分析非线性电路中，非线性元件的特性曲线通常很复杂，很难直接得到解析解。

此时，我们可以利用近似法来简化问题，使其更易于分析。

最常用的近似方法之一是泰勒级数展开。

通过将非线性特性曲线在某个工作点处展开，可以得到一个线性近似，进而使用线性分析方法进行求解。

其他常用的近似方法还包括小信号模型和大信号模型等。

二、使用等效电路模型为了更方便地分析非线性电路，我们可以将其等效为线性电路。

这样，我们就可以使用线性电路的分析方法进行求解。

等效电路模型可以通过查找手册、仿真软件或实验数据来获取。

常见的等效电路模型包括二极管的小信号模型、伏安特性曲线拟合模型等。

通过将非线性元件替换为等效线性元件，可以将问题简化并应用线性电路分析法。

三、使用迭代法对于复杂的非线性电路，我们可以使用迭代法逐步逼近真实解。

迭代法通常结合着近似法和等效电路模型。

步骤如下：首先，根据近似法建立初始的线性近似电路；然后，通过求解线性近似电路得到数值解；接着，将数值解代入非线性元件中得到新的特性曲线；最后，根据新的特性曲线更新线性近似电路，并重复上述步骤直到收敛为止。

四、考虑非线性电路的稳定性非线性电路的稳定性问题是在分析时需要特别关注的。

由于非线性电路的元件特性会随着电压和电流变化，系统可能会失去稳定性。

为了确保电路正常工作，我们需要对非线性电路进行稳定性分析。

常见的稳定性判断方法包括利用极点分布法、利用Bode图分析法和利用Lyapunov稳定性判据等。

五、利用仿真软件进行分析随着计算机技术的不断发展，仿真软件已经成为非线性电路分析的重要工具。

利用仿真软件，我们可以建立电路的数学模型，并模拟其电压、电流和功率等参数的变化。

非线性电路分析与设计原理非线性电路是电子电路中一种重要的电路类型，它具有非线性的特性。

非线性电路在很多电子设备和系统中起着至关重要的作用。

本文将介绍非线性电路的分析与设计原理，包括基本概念、数学模型、常见的非线性电路元件和方法。

1. 非线性电路的基本概念非线性电路是指输出电流或电压与输入电流或电压不呈线性关系的电路。

与线性电路不同，非线性电路的输出信号与输入信号之间存在非线性关系，因此分析和设计非线性电路需要一种不同的方法。

2. 非线性电路的数学模型非线性电路的数学模型可以通过曲线拟合、泰勒级数展开等方法得到。

其中，最常用的数学模型是非线性电路的伏安特性曲线。

伏安特性曲线描述了电路元件的电流与电压之间的关系，是分析和设计非线性电路的基础。

对于复杂的非线性电路，可以使用数值方法或仿真软件进行模拟和分析。

3. 常见的非线性电路元件常见的非线性电路元件包括二极管、晶体管、场效应管、变阻器等。

这些元件在电子设备中广泛应用，在放大、调制、开关等方面起着重要作用。

了解非线性电路元件的特性、参数和使用方法是进行非线性电路分析与设计的基础。

4. 非线性电路的分析方法非线性电路的分析方法有很多种，常用的有直流分析和交流分析。

直流分析主要研究电路在恒定直流条件下的特性，包括电流、电压、功率等。

交流分析则考虑了电路中的频率响应和增益等参数，用于研究电路在变化的交流信号下的工作情况。

5. 非线性电路的设计原理非线性电路的设计原理在很大程度上依赖于具体应用的需求。

设计原理包括选择合适的非线性元件、确定电路拓扑结构、计算电路参数和进行性能优化等。

同时，还需要考虑电路的稳定性、可靠性、功耗等因素。

6. 非线性电路的实际应用非线性电路在电子设备和系统中有广泛的应用。

例如在无线通信中的功放电路、音频放大器、调制电路等。

非线性电路的分析与设计是实现这些应用的关键，有助于提高电路性能和系统的可靠性。

结语非线性电路分析与设计是电子工程领域中的重要课题。

非线性电阻电路的研究电工电子综合实验论文非线性电阻电路及应用的研究班级：姓名：学号：指导老师：一、摘要我们已经知道由线性元件构成的电路称为线性电路，若电路中含有非线性元件则称为非线性电路。

线性电路满足欧姆定律和叠加定理，因而由欧姆定律和叠加定理引出的一系列方法和定理，如回路电流法、节点电压法、戴维南（诺顿）定理、互易定理等等，均适用于求解线性电路。

对于非线性电路，欧姆定律和叠加定理不再成立，因而上述的这些线性电路的分析方法和定理已不再适用于求解非线性电路，只能有条件地应用于非线性电路中的线性部分的求解。

在非线性电路中，KCL和KVL仍成立，而非线性电阻的伏安特性则取代了线性电阻的欧姆定律。

求解非线性电阻电路的方法有图解法、解析法和数值法。

本次实验中主要采用图解法对非线性电路进行研究。

并使用multisim7.0软件仿真，在设计电路时使用串联和并联分解法，并在仿真实验后对电路进行修正。

二、关键词非线性二极管仿真凹电阻凸电阻串联分解法并联分解法三、引言对于一个一端口网络，不管内部组成，其端口电压与电流的关系可以用u-i平面的一条曲线表示。

则是将其看成一个二端电阻元件。

常见的二端电阻元件有二极管、稳压管、恒流管、电压源、电流源和线性电阻等。

运用这些元件串、并联或混联就可得到各种单向的单调伏安特性曲线。

四、电路设计要求（1）非线性电阻电路设计要求如下:用二极管、稳压管、稳流管等元器件设计如图1、图2所示伏安特性的非线性电阻电路。

测量所设计的伏安特性并作曲线，与图1、图2比较。

（2）实验材料、原理：二极管，电阻，电流源，电压源。

依据基尔霍夫定律和元件的伏安关系，分析非线性电阻的电路的特性，并采用串联分解法和并联分解法，分段分析，进而分析非线性电阻电路的特性曲线。

五、电路设计参考对于一个一端口网络，不管内部组成，其端口电压与电流的关系可以用u-i平面的一条曲线表示。

则是将其看成一个二端电阻元件。

常见的二端电阻元件有二极管、稳压管、恒流管、电压源、电流源和线性电阻等。

含非线性电阻直流电路的分段线性化解法
含有非线性电阻的直流电路，如果非线性电阻能够近似地分段线性化用等效一端口电路表示，即可采用线性电路的解法和原理求解，但因为往往在求解之前并不知道非线性电阻究竟工作在哪一段，只能逐段试探。

对于分段数为m的电阻，就要试探m次。

如果对某一段试探的结果，该电阻的电压和电流落在这一段的电压和电流定义区间之内，就是电路的一个真正解，否则不是真正的解。

由于非线性电路可能有多个解，即使一段试探得到真正解，其它段也还是要试探，因其它段也可能还有解。

若电路中有多个非线性电阻，且每个非线性电阻的伏安特性曲线均可近似地看成折线，则也可以将它们用等效线性一端口电路表示，而采用线性电路的解法和原理求解，但需要试探次数更多。

例如有n个非线性电阻，它们的分段数分别是m、m₂.*.、m，需要的试探次数等于每个非线性电阻任取其一段的总组合数N=m.m,…m,.还要注意的是，每次试探必须检查所得结果对于这n个电阻是否全都落在定义区间内。

只要有一个电阻没落在定义区间之内，就不是真正解。

因此，即使只需要求电路中某些电压或电流，至少也必须求出所有非线性电阻的电压或电流，由此可见，对于有多个非线性电阻的电路用分段线性化解法求解，其计算量往往非常大，一般需要用计算机辅助分析的方法求解.。