邱关源现代电路理论第一章

现代电路理论

Modern

ElectricCircuit

课程内容：研究电路分析和网络综合和设计基本规律的基础工程学科。电路分析：电路给定、参数已知的条件下，通过求解电压、电路了解电路网络的特性。网络综合：给定电路技术指标，确定电路元件参数，符合设计要求。应用领域：电能的产生、传输和使用；信息的产生、传输、处理、存储。地位与特点：是电类研究生的一门技术的基础课程；讲述电路的一般分析方法和综合设计方法较。电力系统运行分析，新颖电子器件建模、电子系统设计分析、大规模超大规模VLSI综合分析的基础。所需准备知识：物理学、微积分、微分方程、复变函数、线性代数、矩阵等。主要教材：《现代电路理论》，高等教育出版社，邱关源参考教材：FundamentalofElectricCircuit,CharlesK.Alexander,清华大学出版社《电路理论》，高等教育出版社，林争辉第1章基本概念时变与时不变1.5电容元件1.2无源性与有源性1.6电感元件1.3连续时间系统与离散时间系统1.7电路的线性和非线性1.4本章内容电阻元件1.1第一章基本概念第一节电阻元件一、二端电阻元件1.二端流控电阻2.二端压控电阻3.二端既流控也压控单调电阻4.线性时变电阻5.线性时不变电阻一般非线性二、（N+1）端电阻元件1.(N+1)端流控电阻2.(N+1)端压控电阻3.(N+1)端既流控也压控单调电阻4.(N+1)线性时变电阻5.(N+1)线性时不变电阻模型？电位器三、（N+1）端混合电阻前k个引出端和后(N+1-k)个引出端的电流和电压四、网络端口若从网络端子k流进的电流等于从端子k’流出的电流，则k和k’构成网络的一个端口五、多端口网络若网络的引出端两两构成端口，则称为多端口网络（元件）kK’kK’第二节电容元件一、二端电容元件1.二端压控电容2.二端荷控电容3.二端既压控也荷控4.线性时变电容5.线性时不变电容二、多端电容元件单调电容MOS电容第三节电感元件一、二端电感元件1.二端流控电感2.二端链控电感3.二端既流控也链控5.线性时不变电感二、多端电感元件4.线性时变电感（电流、磁链）单调电感磁链：导电线圈或电流回路所链环的磁通量。磁链等于导电线圈匝数N与穿过该线圈各匝的平均磁通量φ的乘积，故又称磁通匝。

Ψ=Nφ在SI单位制中磁链单位是韦〔伯〕(Wb)。（电流、磁链）三、双端口电感元件1、非线性耦合电感2、线性耦合电感第四节电路的线性和非线性一、依电路元件的特性定义线性电路：由线性无源元件、线性受控源及独立电源组成的电路。设多端口网络N的输入为U（M维），输出为Y（N维）时必有非线性电路：含有一个或多个非线性元件的电路。二、端口型线性定义由U与Y间的齐次性：时必有由U与Y间的可加性：时必有网络N线性（叠加原理）三、回转器回转器(Gyrator)的是现代网络理论中使用的一种双口电阻元件。回转器可以用含运算放大器的电路实现。性质：1.在回转器的次级端接一个电阻时（如图所示），其初级的等效电阻为一个电导。2.在回转器的次级端接一个电容时（如图所示），其初级的等效阻抗为一个电感。结论：回转器存在齐次性和可加性。齐次性可叠加性第五节时变与时不变一、按电路元件特性定义不含时不变元件的电路为时不变电路，否则就为时变电路。由时不变元件构成的N端口且初始条件均为零值，将是按端口时不变的。二、按端口特性定义三、两种定义的联系第六节无源性和有源性一、一端口无源性定义一端口网络（电路）输入该网络的功率则该一端口N为无源的，否则为有源的。对一端口网络（电路），所有输入如果对于任何初始时刻t0，有二、一端口无损性定义则称此一端口为无损网络。如果一端口，有：无源性一端口。平方可积三、N端口无源性定义四、N端口无损性定义五、示例1.无源元件：线性（正）电阻元件、电容元件、电感元件线性（正）电阻元件：2.有源元件：线性负电阻元件、负电容元件、负电感元件结论：线性（正）电阻元件是无源、非无损的。(因为R>0，W(t)>0）3.理想变压器：结论：是无源的、无损的。4.理想回转器：结论：是无源的、无损的。5.理想负阻抗转换器第七节连续时间系统和离散时间系统一、连续时间系统如果系统输入的是连续时间信号，输出也是时间连续信号，则这个系统是连续时间系统。注意：连续时间系统的输入输出信号并不要求都是时间连续信号。如单位阶跃函数也可。数学描述：用微分方程描述。二、离散时间系统系统的输入输出都是离散时间信号。例：数字计