第12章 网络函数和频率特性 电路分析基础
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《电路分析》考试大纲(专科,专升本,本科)一.课程性质和目的本课程是高等学校工科(特别是电子类专业)的重要基础课,它具有较强的理论性,而对指导后续课程的学习具有普遍性。
通过学习,使学生掌握电路的基本概念,基本定律,基本定理,分析方法等,提高解题的灵活性。
培养学生分析问题解决问题的能力,为以后课程的学习打好基础。
本课程前修课程为“大学物理”及“高等数学”。
二.主要教材:《电路分析》胡翔骏编高等教育出版社三.内容及考核重点按教材章节列出,有*号的内容对专科不要求。
上篇电阻电路分析第1章电路的基本概念和定律1-1. 电路和电路模型: 集总参数, 电路模型。
1-2.电路的基本物理量:电流,电压,电功率,电位,关联参考方向。
1-3. 基尔霍夫定律:KCL , KVL及其推广。
1-4. 电阻元件:定义,线性非时变电阻的欧姆定律(VCR),功率,开路,短路的概念。
电阻器的额定值。
1-5. 独立电压源及独立电流源:定义及其性质。
1-6. 两类约束及电路方程。
1-7. 支路电流法和支路电压法。
1-8. 分压电路和分流电路:熟记分压分流公式。
第2章线性电阻电路分析2-1.电阻单口网络:线性电阻串联、并联、混联的等效电阻。
独立电压源串联,独立电流源并联。
含独立源电阻单口网络的两种等效电路及等效互换。
*2-2.电阻星形联接与三角形联接:相互等效变换的公式。
2-3.网孔分析法:列写方程的方法和规律,含独立电流源电路网孔方程列写。
2-4.结点分析法:列写方程的方法和规律,含独立电压源电路结点方程列写。
*2-5.含受控源电路分析:四种受控源的描述方程及符号。
含受控源单口网络的等效。
含受控源电路的网孔方程列写及结点方程列写。
2-6.电路分析的基本方法:对本章的总结。
第4章网络定理4-1.叠加定理:线性电路及其性质。
叠加定理解题。
4-2.戴维宁定理:用戴维宁定理解题的步骤方法。
4-3.诺顿定理和含源单口网络的等效电路:用诺顿定理解题的步骤方法。
电路基础原理电路的传递函数与频率域分析电路是现代科技的基础,也是各种电子设备的核心。
理解电路的基础原理,对于学习电子工程、通信工程、自动控制等专业非常重要。
其中,电路的传递函数与频率域分析是电路分析的基本方法之一。
本文将通过介绍电路的传递函数和频率域分析,深入探讨电路基础原理。
首先,我们来了解电路的传递函数。
传递函数是描述电路输入与输出之间关系的数学函数,它可以用来分析电路对不同输入信号的响应特性。
传递函数一般用H(s)表示,其中s是复变量,代表复平面上的频率。
传递函数可以通过分析电路的元件参数和拓扑结构得到,它反映了电路的频率响应和幅频特性。
传递函数包含了电路的频率域分析,即通过频率的变化来研究电路的性能。
频率域分析是一种将电路的输入和输出信号转换为频率的函数来研究电路行为的方法。
在频率域中,我们可以通过绘制振幅频率特性曲线和相位频率特性曲线来分析电路的频率响应。
振幅频率特性曲线反映了电路对不同频率输入信号的增益特性,而相位频率特性曲线则反映了电路对不同频率输入信号的相位差。
接下来,我们来详细讨论传递函数的常见形式和应用。
传递函数可以以分数形式表示,其中分子部分代表输出的幅度响应,分母部分代表输入的幅度响应。
常见的传递函数包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
它们分别对不同频率信号的通过程度进行调整,实现对特定频率信号的选择性传输。
此外,传递函数也可以用于分析电路的稳定性和系统的动态特性。
频率域分析在电路的设计和优化中也起到了重要的作用。
通过对电路的频率响应进行分析,我们可以优化电路的性能,提高电路对特定频率范围内信号的传输效果。
例如,在音频放大器设计中,根据输入信号的频率范围选择合适的电容和电阻值,以提高音频放大器的增益稳定性和频率响应。
在通信领域,频率域分析也可以用于调制和解调电路的设计,以实现信号的传输和接收。
最后,我们需要注意的是,电路的传递函数和频率域分析是理解电路基础原理的重要工具,但也需要结合其他电路分析方法进行综合分析。
§9-1 网络函数和频率特性的概念在实际工作中,施加于一个网络的信号一般不会是单一频率的正弦量,可表示为很多不同频率正弦量的线性组合。
考虑到网络中电抗元件的电抗值随激励的频率而变(非正弦周期信号已体现),网络内的阻抗和导纳是频率的函数,因而含电抗元件的网络对不同频率的信号激励将产生不同的响应。
为了具体分析在非单一频率信号源激励下的响应,必须分析网络在不同频率下的响应与激励关系,即研究网络的频率特性。
一、基本概念:1.频率特性:网络在不同频率下响应与激励的关系,反映了网络的频率特性。
通常,可针对于网络的具体工作目的来分析网络性能,求出所需知道的响应(电压或电流)与激励信号之间的关系。
2.网络函数:在正弦稳态情况下,激励和响应都可表为相量形式,定义响应相量与激励相量之比为网络函数。
既然激励信号及其响应都表现为频率ω的函数,网络函数亦为ω的函数,网络函数(通常为复函数)可表示为ωj 的函数,记为)(ωj H ,如下式:二、单口网络的网络函数(又称为策动点函数)当激励和响应位于同一对端钮,一个为电压、另一个为电流时,网络函数可称为策动点函数。
激励(相量)响应(相量))(=ωj H策动点函数有两种:1.策动点阻抗函数: ∙∙=I U j Z )(ω, 入端阻抗; 2.策动点导纳函数: ∙∙=UI j Y )(ω, 入端导纳。
三、双口网络的网络函数(又称为转移函数)有四种:1.电压转移函数,转移电压比∙∙12U U ; 2.电流转移函数,转移电流比∙∙12I I ;3.转移阻抗函数,转移阻抗∙∙12I U ; 4.转移导纳函数,转移导纳∙∙12U I 。
四、网络的幅频特性与相频特性)(ωj H 用相量表示(复数):)()()()()(ωθωωωωϑ∠==j H e j H j H j 。
其中:1.)(ωj H 为网络函数的模,它反映了响应与激励幅度之比值与频率的关系,ωω~)(j H 关系称为“幅频特性”;2.)(ωθ为网络函数的幅角,表明了响应与激励的相位差与频率的关系,ωωθ~)(称为“相频特性”。