現代電路理論

Modern

ElectricCircuit

課程內容：研究電路分析和網絡綜合和設計基本規律的基礎工程學科。電路分析：電路給定、參數已知的條件下，通過求解電壓、電路了解電路網絡的特性。網絡綜合：給定電路技術指標，確定電路元件參數，符合設計要求。應用領域：電能的產生、傳輸和使用；信息的產生、傳輸、處理、存儲。地位與特點：是電類研究生的一門技術的基礎課程；講述電路的一般分析方法和綜合設計方法較。電力系統運行分析，新穎電子器件建模、電子系統設計分析、大規模超大規模VLSI綜合分析的基礎。所需準備知識：物理學、微積分、微分方程、復變函數、線性代數、矩陣等。主要教材：《現代電路理論》，高等教育出版社，邱關源參考教材：FundamentalofElectricCircuit,CharlesK.Alexander,清華大學出版社《電路理論》，高等教育出版社，林爭輝第1章基本概念時變與時不變1.5電容元件1.2無源性與有源性1.6電感元件1.3連續時間系統與離散時間系統1.7電路的線性和非線性1.4本章內容電阻元件1.1第一章基本概念第一節電阻元件一、二端電阻元件1.二端流控電阻2.二端壓控電阻3.二端既流控也壓控單調電阻4.線性時變電阻5.線性時不變電阻一般非線性二、（N+1）端電阻元件1.(N+1)端流控電阻2.(N+1)端壓控電阻3.(N+1)端既流控也壓控單調電阻4.(N+1)線性時變電阻5.(N+1)線性時不變電阻模型？電位器三、（N+1）端混合電阻前k個引出端和后(N+1-k)個引出端的電流和電壓四、網絡端口若從網絡端子k流進的電流等于從端子k’流出的電流，則k和k’構成網絡的一個端口五、多端口網絡若網絡的引出端兩兩構成端口，則稱為多端口網絡（元件）kK’kK’第二節電容元件一、二端電容元件1.二端壓控電容2.二端荷控電容3.二端既壓控也荷控4.線性時變電容5.線性時不變電容二、多端電容元件單調電容MOS電容第三節電感元件一、二端電感元件1.二端流控電感2.二端鏈控電感3.二端既流控也鏈控5.線性時不變電感二、多端電感元件4.線性時變電感（電流、磁鏈）單調電感磁鏈：導電線圈或電流回路所鏈環的磁通量。磁鏈等于導電線圈匝數N與穿過該線圈各匝的平均磁通量φ的乘積，故又稱磁通匝。

Ψ=Nφ在SI單位制中磁鏈單位是韋〔伯〕(Wb)。（電流、磁鏈）三、雙端口電感元件1、非線性耦合電感2、線性耦合電感第四節電路的線性和非線性一、依電路元件的特性定義線性電路：由線性無源元件、線性受控源及獨立電源組成的電路。設多端口網絡N的輸入為U（M維），輸出為Y（N維）時必有非線性電路：含有一個或多個非線性元件的電路。二、端口型線性定義由U與Y間的齊次性：時必有由U與Y間的可加性：時必有網絡N線性（疊加原理）三、回轉器回轉器(Gyrator)的是現代網絡理論中使用的一種雙口電阻元件。回轉器可以用含運算放大器的電路實現。性質：1.在回轉器的次級端接一個電阻時（如圖所示），其初級的等效電阻為一個電導。2.在回轉器的次級端接一個電容時（如圖所示），其初級的等效阻抗為一個電感。結論：回轉器存在齊次性和可加性。齊次性可疊加性第五節時變與時不變一、按電路元件特性定義不含時不變元件的電路為時不變電路，否則就為時變電路。由時不變元件構成的N端口且初始條件均為零值，將是按端口時不變的。二、按端口特性定義三、兩種定義的聯系第六節無源性和有源性一、一端口無源性定義一端口網絡（電路）輸入該網絡的功率則該一端口N為無源的，否則為有源的。對一端口網絡（電路），所有輸入如果對于任何初始時刻t0，有二、一端口無損性定義則稱此一端口為無損網絡。如果一端口，有：無源性一端口。平方可積三、N端口無源性定義四、N端口無損性定義五、示例1.無源元件：線性（正）電阻元件、電容元件、電感元件線性（正）電阻元件：2.有源元件：線性負電阻元件、負電容元件、負電感元件結論：線性（正）電阻元件是無源、非無損的。(因為R>0，W(t)>0）3.理想變壓器：結論：是無源的、無損的。4.理想回轉器：結論：是無源的、無損的。5.理想負阻抗轉換器第七節連續時間系統和離散時間系統一、連續時間系統如果系統輸入的是連續時間信號，輸出也是時間連續信號，則這個系統是連續時間系統。注意：連續時間系統的輸入輸出信號并不要求都是時間連續信號。如單位階躍函數也可。數學描述：用微分方程描述。二、離散時間系統系統的輸入輸出都是離散時間信號。例：數字計