第七章、无源单口网络的性质与综合
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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。
武汉理工大学《电路分析(上)》课后简答题1-1实际电路器件与理想电路元件之间的联系和差别是什么?答:(1)联系:理想电路元件是对实际电路器件进行理想化处理、忽略次要性质、只表征其主要电磁性质的所得出的模型。
(2)差别:理想电路元件是一种模型,不是一个实际存在的东西;一种理想电路元件可作为多种实际电路器件的模型,如电炉、白炽灯的模型都是“电阻”。
1-2(1)电流和电压的实际方向是怎样规定的?(2)有了实际方向这个概念,为什么还要引入电流和电压的参考方向的概念?(3)参考方向的意思是什么?(4)对于任何一个具体电路,是否可以任意指定电流和电压的参考方向?答:(1)电流的实际方向就是正电荷移动的方向;电压的实际方向(极性)就是电位降低的方向。
(2)对于一个复杂电路,电流、电压的实际方向事先难以确定,而交流电路中电流、电压的实际方向随时间变化,这两种情况下都无法准确标识电流、电压的实际方向,因此需要引入参考方向的概念。
(3)电流(或电压)参考方向是人为任意假定的。
按电流(或电压)参考方向列有关方程,可解出电流(或电压)结果。
若电流(或电压)结果数值为正,则说明电流(或电压)的实际方向与参考方向相同;若电流(或电压)结果数值为负,则说明电流(或电压)的实际方向与参考方向相反。
(4)可以任意指定电流和电压的参考方向。
1-3(1)功率的定义是什么?(2)元件在什么情况下是吸收功率的?在什么情况下是发出功率的?(3)元件实际是吸收功率还是发出功率与电流和电压的参考方向有何关系?答:(1)功率定义为单位时间内消耗(或产生)的能量,即()dWp tdt由此可推得,某二端电路的功率为该二端电路电压、电流的乘积,即()()()p t u t i t=(2)某二端电路的实际是吸收功率还是发出功率,需根据电压、电流的参考方向以及由()()()p t u t i t=所得结果的正负来综合判断,见下表电压、电流参考方向功率计算值(电压与电流的乘积)正负实际吸收功率或发出功率关联参考方向正实际吸收功率负实际发出功率关联参考方向正实际发出功率负实际吸收功率(3)元件实际是吸收功率还是发出功率与电流和电压的参考方向无关。
1-1 实际电路器件与理想电路元件之间的联系和差别是什么?答:(1)联系:理想电路元件是对实际电路器件进行理想化处理、忽略次要性质、只表征其主要电磁性质的所得出的模型。
(2)差别:理想电路元件是一种模型,不是一个实际存在的东西;一种理想电路元件可作为多种实际电路器件的模型,如电炉、白炽灯的模型都是“电阻”。
1-2 (1)电流和电压的实际方向是怎样规定的?(2)有了实际方向这个概念,为什么还要引入电流和电压的参考方向的概念?(3)参考方向的意思是什么?(4)对于任何一个具体电路,是否可以任意指定电流和电压的参考方向?答:(1)电流的实际方向就是正电荷移动的方向;电压的实际方向(极性)就是电位降低的方向。
(2)对于一个复杂电路,电流、电压的实际方向事先难以确定,而交流电路中电流、电压的实际方向随时间变化,这两种情况下都无法准确标识电流、电压的实际方向,因此需要引入参考方向的概念。
(3)电流(或电压)参考方向是人为任意假定的。
按电流(或电压)参考方向列有关方程,可解出电流(或电压)结果。
若电流(或电压)结果数值为正,则说明电流(或电压)的实际方向与参考方向相同;若电流(或电压)结果数值为负,则说明电流(或电压)的实际方向与参考方向相反。
(4)可以任意指定电流和电压的参考方向。
1-3 (1)功率的定义是什么?(2)元件在什么情况下是吸收功率的?在什么情况下是发出功率的?(3)元件实际是吸收功率还是发出功率与电流和电压的参考方向有何关系?答:(1)功率定义为单位时间内消耗(或产生)的能量,即()dWp t dt=由此可推得,某二端电路的功率为该二端电路电压、电流的乘积,即()()()p t u t i t =(2)某二端电路的实际是吸收功率还是发出功率,需根据电压、电流的参考方向以及由()()()p t u t i t =所得结果的正负来综合判断,见下表(3)元件实际是吸收功率还是发出功率与电流和电压的参考方向无关。