8高等电路无源网络综合
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通信电子中的无源网络设计随着通信电子技术的不断发展,无线通信、网络互联等技术越来越成熟,使得无线通信设备和网络设备越来越普及。
无源网络设计是其中一个重要的组成部分。
什么是无源网络?无源网络是指没有任何电动力源的电路网络,也称为“无源无源”,只有电容、电感、电阻和互感器等被动元件。
相比之下,有源网络则包含主动元件,如放大器、逆变器等,能够产生电动力。
无源网络的作用无源网络主要用于过滤、谐振和信号传输等方面,具有很多重要的作用,如:1. 调节信号频率和相位,使其适合于网络连接。
2. 提供与电路相对应的阻抗,使信号能够有效传输和反射。
3. 过滤信号中的噪声干扰,提供干净的信号输出。
4. 将拉普拉斯变换域中的电路表示为传输函数形式,更容易进行分析和设计。
无源网络设计的流程无源网络设计的流程一般分为以下几步:1. 确定电路拓扑结构,包括电源和被动元件。
2. 确定所需频率范围和通带、阻带、群延迟等电路规格要求。
3. 利用电路分析理论计算出所需的元件数值,包括电阻、电感、电容等,以保证满足电路规格要求。
4. 电路仿真和实验验证,分析实际电路的性能与规格要求是否一致,同时调整元件数值进行优化设计。
无源网络设计的注意事项无源网络设计需要注意以下几个方面:1. 在选用元件时,需要注意其本身特性全面性,以保证电路的性能。
2. 在实验验证过程中,需要注意电路的稳定性和热问题,特别是高频或噪声电路,需要低噪声放大器、有源补偿等技术进行辅助设计。
3. 需要注意电路的实际制造成本和尺寸等方面,不仅要使电路性能好,而且也要使其成本低廉和尺寸小。
总之,无源网络设计是通信电子中的一个重要环节,需要综合考虑电路规格、元件特性、实验验证和成本、尺寸等方面,才能得到满足规格要求、性能稳定和成本低廉的电路。
第五章 无源网络综合§5.1 网络分析与网络综合网络分析网络综合(a ) (b)图5.1 网络分析与网络综合网络综合:研究科学的数学的设计方法。
网络分析与网络综合的区别:1 “分析”问题一般总是有解的(对实际问题的分析则一定是有解的)。
而“设计”问题的解答可能根本不存在。
-V 5.0+图5.2 网络综合解答不存在情况一W 5.21.05.0W 125.0412L 2max==<=⨯=PP(a) (b)图5.3 网络综合解答不存在情况二2“分析”问题一般具有唯一解,而“设计”问题通常有几个等效的解。
-+-V 4+V 4+---V4+(a) (b) (c)图5.4 网络综合存在多解情况3“分析”的方法较少,“综合”的方法较多。
网络综合的主要步骤:(1) 按照给定的要求确定一个和实现的逼近函数。
(2) 寻找一个具有上述逼近函数的电路。
§5.2 网络的有源性和无源性输入一端口网络N 的功率()()()p t v t i t =从任何初始时刻0t 到t ,该网络的总能量0()()()()d tt W t W t v i τττ=+⎰式中0()W t 为在初始时刻0t 时该一端口储存的能量。
若对所有0t 以及所有时间0t t ≥,有()0,(),()W t v t i t ≥∀ (1)则此一端口N 为无源的。
如果一端口不是无源的,达就是有源的。
就是说,当且仅当对某个激励和某一初始值0t 以及某一时间0t t ≥,有()0W t <,则此一端口就是有源的。
换句话说,如果一个一端口是有源的,就一定能找到某一激励以及至少某一时间t ,式(1)对这个一端口不能成立。
在以上有关无源性的定义中必须计及初始储存能量0()W t 。
例如,对时不变的线性电容,设它的电容值为C ,则有0()00()22200()()()()()111()()()()222tv t t v t W t W t v i d W t C vdvW t Cv t Cv t Cv t τττ=+=+=+-=⎰⎰式中2001()()2W t Cv t =。