单个脉冲信号的产生,与周期信号的三角函数产生函数之间有什么联系

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信号函数资料下载
使用原型法设计媒体播放器界面 469
24.4.2 编写媒体播放器界面代码 472
24.5 小结 481
第25章 信号与事件处理 482
25.1 信号函数与回调函数 482
25.1.1 信号函数 482
25.1.2 回调函数 486
25.2 常用GTK+信号与事件 488
25.2.1 GtkObject类信号 488
  特定初始化矢量的移位寄存发生器  MSRG输出序列推导  用模板选择序列的相移  任意初始状态条件下移位序列和模板之间的关系 .1 五级MSRG的例子 .2 IS-95中使用的PN序列 .3 短PN码模板的例子 3926.4 二进制序列的自相关和互相关特性  实时信号的相关函数...
16.4.2 何时使用非本地跳转 337
16.5 信号 338
16.5.1 信号名 [signal.h] 338
16.5.2 处理信号 [signal.h] 339
16.5.3 信号处理函数 340
16.6 打印可变参数列表 [stdarg.h] 341
16.7 执行环境 342
16.7.1 终止执行 [stdlib.h] 342...
简易函数信号发生器电路的研究
1.通过实验掌握由运算放大器构成正弦波振荡电路的原理与设计方法。
2.通过实验掌握由运算放大器构成方波和三角波振荡电路的原理与设计方法
3.通过实验了解函数信号发生器的调整和主要性能指标的测试方法。
1.函数信号产生方案
对于函数信号产生电路,一般有多种实现方案,如模拟电路实现方案...
:[assert.h] 232
b.7 可变参数表:[stdarg.h] 232
b.8 非局部跳转:[setjmp.h] 232
b.9 信号:[signal.h] 233
b.10 日期与时间函数:[time.h] 234
b.11 与具体实现相关的限制:
[limits.h] 和 [float.h] 236
附录c 变更小结 237
索引 241...
)4种心脏杂音信号的分类识别。本文的工作内容包括以下5个方面: a)心音信号采集与预处理。本文采用自行研制的带有录音机功能的听诊器实现对心音信号的采集。通过对心音信号噪声分析,选用小波降噪作为心音信号的滤波方法。根据实验分析,选择Donoho阈值函数结合多级阈值的方法作为心音信号预处理方案。 b)心音信号时频分析方法。文中采用5种时频分析方法分别对心音信号进行了时频谱特性分析,结果表明:不同的时频...
;&&&&&&&&&&&&& 其中U为未经衰减器的电压,由面板上电压表读出,示值为有效值。U出为经过衰减器后的输出电压有效值。实验步骤(一)清点主要仪器1.示波器(& )& 2.函数发生器(& )(二)观察与测量1.观察信号发生器波形(1)将信号...
; 9.7.2& 内部函数&&& 9.7.3& 信号函数&&& 9.7.4& DS51函数与C语言函数的差别&&& 9.8& DS51的出错信息&&& 9.9& DS5l的IOF驱动软件& 第十章& C51应用编程技巧与实例...
6.10.1 阻塞I/O 模式 179
6.10.2 非阻塞模式I/O ...... 180
6.10.3 I/O 多路复用. 181
6.10.4 信号驱动I/O 模式 . 182
6.10.5 异步I/O 模式 185
6.10.6 几种I/O 模式的比较...... 186
6.10.7 fcntl()函数..... 186
6.10.8 套接字选择项...
3.1.5 结束窗口
3.2 窗口应用程序的主程序进入点:WinMain
3.3 窗口处理程序:WndProc
3.4 信息处理
3.4.1 接收和分配信息
3.4.2 WinMain函数的信息循环
3.4.3 传送信息
3.4.4 张贴信息
3.4.5 定义新的信息
3.5 使用控制组件
3.5.1 取得和设定对话框中控件的显示文本或整数值
3.5.2 启动或停用一个控件...
信号函数相关帖子
void process(void); //==函数声明==
void InitSys();& & //==初始化时钟==
static uint A0results[Num_of_Results];& & //保存ADC转换结果的数组&&
static uint A1results[Num_of_Results...
; && &FRDM-KW41Z的Arduino UNO接口名& && & 管脚名& && && && & 信号名
BUSY& && && && && &nbsp...
;&ifft(x,128);
& && &&&MakeOutput();
程序在TMS320C6713上实验,主函数中调用zx_fft()函数即可。
FFT的采样点数为128,输入信号的实数域为正弦信号,虚数域为0,数据精度定义FFT_TYPE为float类型,MakeInput和...
的就是测定自模糊函数的最大绝对值。该函数表达的是发出的测试信号和接收的回波之间的互相关性。
  这是一个指数函数的积分。这种积分能用FFT技术计算。在计算大型FFT时,浮点运算十分有用,而且在这里采用浮点处理器没有任何障碍。只要热量能排出(即处理器不发烫),功率不是大问题。该装置的成本也不是主要问题,因为这些处理器成本仅占整个系统成本的很小部分。事实上,一般不大会选择ADSP-21367...
, 稳定性有要求. 120V有用信号上叠的10mV纹波是有效值还是峰值? 有效值的话, 80dB的信噪比倒还好说, 要是峰峰值那就难办些. 另外电源纯度要求也比较高, 这么大的闭环增益, 普通运放的开环增益稍不够用, PSRR不会太好
[quote][size=2][url=forum.php?mod=redirect&goto=findpost&pid=2172824&ptid=533236...
; & //rest信号
& & AD9850_RESET_L;
& & AD9850_RESET_H;
& & AD9850_RESET_L;
& & //w_clk信号
& & AD9850_W_CLK_L;
& & AD9850_W_CLK_H;
& && &&&Boonton 4500B射频功率计峰值功率计能够在时域和统计域两方面对射频信号进行捕捉,显示,分析。当使用Boonton峰值功率探头时,4500B能够测量更多与功率有关的参数。4500B能夠完成单通道或双通道同时测量任务,并具有以下三种测量模式:& && & 1. 脉冲测量模式...
seg_a 供flash信息存储,剩下的从0xffff开始向下扩展,根据不同容量,例如149为60KB,0xffff-0x1100
2.复位信号是MCU工作的起点,430的复位型号有两种:上电复位信号POR和上电清楚信号PUC。POR信号只在上电和RST/NMI复位管脚被设置为复位功能,且低电平时系统复位。而PUC信号是POR信号产生,以及其他如看门狗定时溢出、安全键值出现错误是产生。但是,无论那种...
――SPI串口模块,实现了这些内容的叠加。叠加原理:图形叠加是把视频信号的每一行虚拟分成H个点,垂直分为V行,叠加图像就是H×V分辨率的单色位图。利用视频信号提取出的复合同步信号及场同步信号,确定叠加图像的有效点(即需要覆盖掉原视频图像的点),在这些点把视频信号切换到一个固定电平(可以由DSP控制)即可实现视频叠加。方案实现:该功能模块主要由四部分组成:复合视频信号交流耦合及直流恢复、视频同步信自成...
Agilent 33250A函数/任意波形发生器
东莞市国通电子仪器经营部
热线:肖生
Agilent 33250A的性能几乎比同等价格的任何其它发生器高一倍。其80MHz带宽能适应各种各样的应用要求,它具有各种内置信号、自定义的任意波形和脉冲能力,能帮助您验证设计,检验新的构想。直接数字合成技术能获得稳定、精确和低失真...
信号函数视频
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本课程中Alan V. Oppenheim教授,世界知名数字信号处理技术专家,麻省理工学院教授,美国国家工程院院士和IEEE会士,其研究领域主要集中在声学、语音和信号处理领域,著有《信号与系统》和《离散时间信号处理》。本集视频简要介绍并举例说明了信号及系统的定义和二者的分类,提及了一些本领域的重要概念。
视频介绍了信号和系统分析的两大基石——正弦信号和指数信号 其中指数信号又分为实指数信号和复指数信号。主讲人详细介绍了这两类信号在连续时间和离散时间条件下的相似性和区别 并探讨了函数是否具有周期性 时移与相变的关系等问题。
[第3课]信号和系统:第二部分
你知道傅立叶分析时的重要基础是什么吗?想了解什么是单位阶跃和单位脉冲信号吗?想知道单位阶跃和单位样值之间的关系可以用怎样的公式表示吗?想了解单位延迟系统以及可逆属性、因果属性吗?微分电路是否是可逆的?一个积分电路输入一个阶跃函数或是阶跃信号输出被称作斜坡信号,斜坡信号呈线性增加,但斜坡是无界的吗?想知道答案吗?本视频将给你所有的答案!敬请观看本视频!
本节课重点讲解了两方面内容。第一,介绍了利用线性与时不变性得到线性时不变系统的表达式的基本方法,即将输入信号分解成一组基本信号,通过系列计算过程分别得到离散时间系统的卷积和表达式与连续时间系统的卷积积分表达式;第二,使用图解和分析方法详细介绍了卷积的计算方法。
本节课中,奥本海默教授讲解了在连续时间和离散时间情况下卷积的三种运算性质,即交换律、结合律以及分配律。此外,结合卷积的三个运算性质和脉冲响应的性质对线性时不变系统的记忆性、可逆性、因果性以及稳定性做了详细的讲解。对于操作型定义的使用方法也做了引导。
本课程由麻省理工学院和艾伦•奥本海姆教授讲解线性常系数微分方程的求解方式,从而推出微分、差分方程的求解方法。包括对其设定初始条件以及用框图求解微分、差分方程。
在这一讲中,奥本海姆教授将给大家介绍如何用傅立叶级数来表示周期信号,如何通过各种巧妙数学变换,将复指数形式转变为三角函数形式。同时,教授将运用直观的手段给大家展现,傅立叶级数是怎样一步一步接近方波。最后,教授会给大家留下一个悬念,即傅立叶级数不仅可以表示周期信号,也能表示非周期信号,这是如何实现的呢?就让我们一起跟随奥本海姆教授来领略数学与信号的魅力吧!
Alan V. Oppenheim,世界知名数字信号处理技术专家,麻省理工学院教授,美国国家工程院院士和IEEE会士,其研究领域主要集中在声学、语音和信号处理领域,著有《信号与系统》和《离散时间信号处理》。本集视频主要讲述了如何以复指数的线性组合来构建周期信号及非周期信号,介绍了合成方程和分析方程的用法,以及如何在共同的框架下将傅立叶级数和傅立叶变换结合起来。
本视频介绍傅立叶变换的系列特性,包括线性特性、微分特性、平移特性、卷积特性、帕萨瓦尔特性等等。借助代数方程、微分方程工具模型,深入浅出的逐个讲解了每一个特性的推导过程及实际应用。贯穿始终的是频率域与时间域之间的傅立叶变换关系,以此为基础,推导出傅立叶变换的其他特性。其间穿插很多书面及实际例子,例如演奏乐器、录制音符的演示,就生动的证明了频率和时间之间的反比关系。将理论和实际情况进行对比验证。并且综合利用多种特性引入滤波和调制等信号处理的重要概念,为后面的系列课程做了铺垫,提供了理论基础。
什么是离散时间的傅立叶表示法?什么是傅立叶变换?什么是积分收敛?连续时间系统和离散时间系统有哪些相同点和不同点?本课程首先介绍并论证了离散时间的傅立叶表示法,然后结合傅立叶级数系数探讨了周期性。课程接着着重于连续时间系统和离散时间系统的相同点和不同点举了一些例子进行研究。相信从此课程中你一定可以了解到一些之前不曾接触到的新信息!敬请观看本集内容!
该视频介绍了离散时间傅里叶变换的两个重要性质——卷积性质和调制性质。二者的实际应用分别是滤波和调制,讲者以道琼斯工业平均数图像为例解释卷性性质如何用于滤波,并通过比较离散时间和连续时间傅里叶变换来分析二者的异同,并揭示区别产生的原因。
本视频围绕滤波这个主题进行简要介绍。首先联系之前课程中所举的例子,引出滤波的理论依据;傅立叶变换的卷积特性。滤波的概念是通过修改组件来通过或拦阻某些频带是将信号中特定频带的频率滤除的操作。由此引出滤波器的设计理念。并介绍了现实中的滤波器组合的应用—-均衡器。分别介绍了离散时间条件下的理想和非理想滤波器,以及递归和非递归滤波器两种主要分类并揭示了各自它们的理论基础和现实应用案例。最后介绍移动平均线理论,以及因此生发出的滤波器类型。以道琼斯工业平均指数为例,讲解移动平均线和加权移动平均线理论,结合差分方程求解过程,可以设计低通或高通滤波器和其近似值。
为什么要对信号进行调制和解调?怎么实现这两项功能?实际运用中有哪些变化和设计考量?课程的这一部分介绍了正弦调制和解调的基本原理和实现方法,给出了实际运用的案例并且引入了对多路复用技术的讨论。又从同步和异步的调制解调两个方面来探究,分析二者的利弊关系,通过实际例证加以阐述。最后通过实例分析了提高传输效率的方案,构成了信号传输系统设计的大图景。敬请观看本集内容!
本视频集中对调幅原理及相关知识进行演示授课。首先介绍演示设备以及设计原理,随后用大量篇幅结合实际操作,讲解调幅原理,期间也回忆前面课程教授的算术公式和推导过程等。借助信号发生器、频谱分析仪等设备可以清晰观察到不同的调制信号和载波信号组合,方便理解两者之间的关系,随之理解复杂的谐波调制和解调原理。
因为调幅在实际的广播通信行业中非常普遍,因此,结合无线收音机的实验,设计并演示了一个简单的信号调制的过程,深入浅出,浅显易懂。
视频介绍了离散时间条件下通过复指数载波信号和正弦载波信号进行调制的情况,并与连续时间信号的调制进行对比,提出二者的异同点,此外视频解释了调制器的工作原理,要满足什么条件,经过哪些程序才能还原得到原始信号,讲者最后提出并详细解释了“抽样定理”。
视频介绍了采样定理的实际应用和混叠的产生,以及如何利用样品进行重建并通过低通滤波器还原原始信号。讲者解释了为什么应极力避免混叠现象,但是混叠并不是一无是处,为此讲者走访了麻省理工学院频闪实验室,与埃哲顿教授一起,通过几个小实验展示了混叠的有趣之处。
在本次讲座中,来自麻省理工学院的Alan V. Oppenheim教授为我们讲解了通过插值对连续时间信号进行重构的过程,即首先对连续时间信号进行取样,形成了离散时间信号,然后通过对离散时间信号进行傅里叶变换以及卷积等过程,还原成原始的连续时间信号。这一过程对用电脑进行图像的清晰度处理有重要意义。
视频详细介绍了连续时间信号的离散化处理,该过程通过采样把一个与时间有关的模拟(连续)信号转化为数字(离散)信号,与数模转换器的功能相似,此外讲者结合演示对数字滤波器进行频域分析,分析了由零阶保持器引入的混叠。
本视频是介绍离散时间采样的原理基础、具体分析推导过程。还介绍了与离散时间采样密切相关的系列概念,包括采样率、抽取、内插等等。其具体调制过程和连续时间采样相似,具体步骤包括按照整数乘以倍脉冲串,抽取序列值,进行滤波等。还介绍实践应用的相关问题,比如混淆现象的产生条件以及通过设置时间域和频率域来进行调制的方法。结合傅立叶变换特性及分析,揭示信号采样的本质,以及恢复初始信号的原理。最后,傅立叶变换的对偶性导致频率域采样和时间域采样之间存在对偶性。
视频详细介绍了拉普拉斯变换,指出拉普拉斯变换和傅里叶变换之间密切联系,当满足一定条件时,拉普拉斯变换即为傅里叶变换。讲者提出收敛性和收敛区的概念,由此延伸出极点零点以及极零点分布,并推导出重要结论——根据时间函数的性质可以得到拉普拉斯变换,反之也可根据拉普拉斯变换的特征推断出时间函数。
本视频从拉普拉斯变换入手介绍了连续时间二阶系统,说明一阶和二阶系统是构建高阶系统的基石。根据由卷积性质和常系数线性微分方程推导出二阶系统的整体函数以及极点位置。求解代数表达方程,得出收敛域。演示了二阶系统是否具有因果性决定了收敛域的所处位置不同。介绍了二阶系统的两种连接方法,并联和串联。并且分别介绍两种连接方式的整体函数以及他们的实际应用,重点介绍模拟语音合成器,首先演示了它的效果,然后介绍内部结构,说明其主要结构是借助了并联数个二阶滤波器来搭建的。
Alan V. Oppenheim,世界知名数字信号处理技术专家,麻省理工学院教授,美国国家工程院院士和IEEE会士,其研究领域主要集中在声学、语音和信号处理领域,著有《信号与系统》和《离散时间信号处理》。该视频介绍了z变换的概念,z变换与傅里叶变换之间的关系,z变换收敛的条件,以及z变换的收敛域与有限时宽序列的关系。z变换类似于连续时间的拉普拉斯变换,但二者之间存在着重要的不同。
这一讲开头继续讨论了z变换的一些问题,收敛域、因果性和稳定性之间的关系,以及他和拉普拉斯变换的平行关系。之后进入映射的讨论,解释了为什么要将连续时间映射到离散时间。从系统函数,脉冲响应和频率响应等角度思考映射,并且从这几个角度考察了提出的几种映射方案,分别比较优劣之处。敬请观看本集视频!
视频结合图像深入浅出地介绍了巴特沃斯滤波器的两种设计方法——脉冲响应不变法和双线性变换法,不仅详细说明了两种方法的具体内容,并把两种方法进行对比,指出二者的区别与联系,其中一个重要区别在于脉冲响应不变法存在混叠现象,而双线性变换法则无需考虑这个问题。
一般来讲,控制论中的反馈概念,指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入,进而影响系统功能的过程,即将输出量通过恰当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程。反馈可分为负反馈和正反馈。反馈系统是具有闭环信息通道的系统。将系统的后果或输出信息采集、处理,然后送回输入端并据此调整系统行为的系统。由于信息流通构成闭合环路,它亦称为闭环系统。反馈作用常用于检测信号偏差及对象特性的变化,并依此来控制系统行为及消除误差。它又被称为反馈控制或按误差控制的系统。
本讲实例设计了一个反馈系统,用于稳定倒立摆。讨论了比例反馈,导数反馈,最后通过二者的综合得到可行方案,并实际演示加以验证这一方案的有效性,使得信号与系统这门课程的一系列知识点得以串联组合在一起。这一讲的实际案例是本课程的点睛之笔。敬请观看本集视频!
学校:麻省理工学院
讲师:Alan V. Oppenheim
授课语言:英文
类型:计算机 国际名校公开课 工程
课程简介:本课介绍了模拟与数字信号处理技术,主要内容包括连续与离散信号的傅里叶变换、线性时不变系统等。
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3.2.2&                  
&&&&&&&&&&&&&&&(3.9)
(3.10)(3.8)x(w) ICTFT
x(jw) x(t) x(t) |x(w)|
(3.8)(3.10)
&&&& &&&&&&&&&&
&&&& &&&&&(3.12)
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
x(t) x(w),x(w) x(t) (3.7)(3.12)
(3.12)x(w) x(t) (3.11)x(t) x(w)
&&&&&&&&&&&&&&非周期信号与周期信号频普之间的区别? - 王朝网络 -
分享&&&&&当前位置: &&&&&&&&非周期信号与周期信号频普之间的区别?&&&  第一章 线性电路简述  针对电子线路课的需要,本章简述线性电路与信号的几个基本问题:电源、网络定理、双口网络的基本概念、信号及其频谱问题以及对RC电路的暂态特性作一初步的阐述。  §1o1 电压源和电流源  电子线路中的电源,可分为独立源和受控源两大类。  1o1-1 独立源  独立源给电路提供能量或提供信号,它的参数由电源内部的因素决定,而与电路中其它部分的电流和电压无关。电池和信号源等属于独立源。独立源可分为电压源和电流源两种。  一、电压源  两端能保持定值电压的电源,称为理想电压源。它有两个基本特性:①端电压V为定值或一定的时间函数,与流过的电流无关;②流过它的电流是由定值电压和与它相连接的外部电路共同决定的。今后我们把理想电压源简称为电压源。  二、电流源  能输出定值电流的电源,称为理想电流源。它有两个基本特性:①它的电流为定值,或是一定的时间函数,与端电压无关;②它的端电压是由定值电流和与它相连接的外电路共同决定的。由于具有输出电流为定值而不随端电压改变的特性,它的内阻为无穷大。今后我们把理想电流源称电流源。  1o1-2 受控源  受控源又称非独立源,它的电流或电压是受电路中其它部分的电流或电压控制的,是这些电流或电压的函数。受控源共有四种:两种受控电压源,即“电压控制电压源”和“电流控制电压源”;两种受控电流源,即“电压控制电流源”和“电流控制电流源”。  §1o2 线性网络的几个定理  加于其上的电压和电流之间的关系可用线性的代数或微分方程来描述的元件,称为线性元件。电阻、电容和电感元件是线性元件。由线性元件组成的电路,称为线性电路。  网络是电路的概括和泛称,当研究电路的一般规律时称网络。  一般地说,由线性元件构成的网络,称为线性网络;若网络中包含非线性元件,则称为非线性网络。内部不含电源的网络,称为无源网络;内部含有电源的网络,则称为有源网络。网络也常按引出端口的数目来分类,有一个端口(一对引出端)的网络,称为单口网络;有两个端口即有两对引出端的网络,称为双口网络。  对线性网络的分析,可采用克希霍夫定理进行,也可有以下定理:  1o2-1 叠加定理  在线性网络中,若含有两个或两个以上的独立源,每一元件的电流或电压,可以看作是每一个独立源单独作用于网络时在该元件上产生的电流或电压之和,这就是叠加定理。  运用叠加定理时应该注意:考虑任一独立源单独作用时,其它独立源应视为零值,即独立电压源用短路代替,独立电流源用开路代替;而全部受控源则必须保留。  还须指出:在分析电路时,我们既要假定电流的参考方向,又要假定电压的参考极性。如果电流的计算结果为正值,表明电流的真实方向与参考方向一致。在未标示参考方向的情况下,电流的正、负结果是毫无意义的,对电压也如此。电流的参考方向和电压的参考极性,可以彼此无关的任意假设,但为方便起见,常采用“关联”参考方向,即假定电流的参考方向与电压的参考极性一致。  1o2-2 戴文宁定理  戴文宁定理的内容是:任一线性有源单口网络,可用一个电压源串联一个阻抗来代替,电压源的电压等于该网络端口的开路电压,而等效阻抗则等于该网络中全部独立源为零值时从端口看进去的阻抗。由这一电压源和等效阻抗组成的等效电路,称为戴文宁等效电路。  应用戴文宁定理时,还有两个问题必须注意:①由戴文宁定理所得的等效电路,只对网络的外部电路等效,即只适用于计算外部电路的电压和电流,而不适用于计算网络内部的电压和电流;②只要单口网络内部是线性的,外部电路即使是含有非线性元件的非线性电路,戴文宁定理同样适用。  1o2-3 诺顿定理  一个有源线性单口网络,可用一个电流源并联一个等效阻抗来代替,电流源等于该网络端口的短路电流,等效阻抗等于该网络中全部独立源为零值时从端口看进去的阻抗,这就是诺顿定理。电流源与等效阻抗并联的电路,称为诺顿等效电路。  1o2-4 密勒定理  §1o3 双口网络简介  双口网络是电子线路中广泛应用的电路单元,变压器、耦合电路、传输线以及放大器等,都属于双口网络。有两对引出端的网络,称为双口网络,它总得与电源相接,也总要接上负载,与电源相接的端口称为输入端口,简称输入端或输入口;与负载相接的端口称为输出端口。  1o3-1 双口网络的基本方程和网络参数  描述双口网络的输入端和输出端电流、电压的关系式,称为双口网络的基本方程。任意选取四个量中的两个为自变量,另两个量为因变量,同一双口网络将有六种不同形式的基本方程。下面讨论本课常用的两中:  一、阻抗方程和Z参数  线性无源双口网络的Z参数是由网络内部结构、元件参数及电源频率决定的,而与电源的幅度、负载情况等无关,因而可用这此参数来描述网络本身的特性。  二、混合(hyrid)方程和κ参数  同一个双口网络可用不同的基本方程来描述,这些方程中的网络参数反映了同一网络的特性,因此,各组参数之间必有其内在联系,可以相互导出,知道一组h参数,就可导出一组z参数,反之亦然。在分析电路时,应选用能使分析简便的参数的等效电路。分析晶体管低频电路时广泛采用h参数电路。  1o3-2 网络函数  外界施加于网络的电源,是引起网络中其它各处电流、电压的原因,称为激励信号,简称激励。在单一频率激励信号电源的作用下,在网络中各处引起的电流、电压,称为网络的响应信号,简称响应。在线性网络中,响应信号的频率与激励信号的频率相同。响应信号与激励信号之比,称为网络函数。网络函数与网络系统本身的结构和元件参数有关,它描述了一个线性无源网络的因果特性。  在实际应用中,双口网络的输入端总与激励电源相接,输出端总接有负载,称为有端接的双口网络。双口网络接上激励电源和负载后的特性,应该用网络函数来描述。下面是几个具有重要意义的网络函数。  1.输入阻抗  2.输出阻抗  3.电压传输系数  4.电流传输系数  §1o4 信号的频谱分析  1o4-1 模拟信号和数字信号  模拟信号指模拟物理量(如声强、温度等)所得出的电流或电压,它们可能是平滑地、连续地变化,在任一时刻的幅度有各种可能的取值。  数字信号是在时间上和取值上都不连续的信号,它的幅度只有为数不多的取值。  按照信号形式的不同,可将电路分为模拟电路和数字电路两大类,处理模拟信号的电路称为模拟电路,而处理数字信号的电路则称为数字电路。  模拟信号以可分为周期信号和非周期信号。周期信号是每隔一定的时间T,按同一规律重复变化的信号。许多脉冲信号属于周期信号。所谓脉冲电压或电流,是指在暂短的时间(如毫秒(ms) 至纳秒(ns)数量级)内作用于电路的电压或电流。广义地说,一切非正弦信号,都可称之为脉冲信号。  1o4-2 周期信号的频谱  现在我们证明,一个非正弦周期信号,可以分解为许多不同频率的正弦信号(非正弦周期信号为一系列正弦信号的叠加)。  §1o5 RC电路的暂态特性  1o5-1 RC电路暂态过程的分析  一、暂态过程中电容的充、放电规律  惰性电路受激信号的冲击后,由原来的稳态经历一段时间过渡到的稳态,这一变化过程称为电路的暂态过程,以称过渡过程。  RC电路中电容的充、放电有下述重要规律:  ①RC电路在阶跃电压的激励下,电路中电流和电压是按指数律变化的,变化速度由电路的时间常数决定;  ②电容电压不可能跳变;  ③暂态过程结束后,电容充电或放电完毕,流过电容的电流为0,电容起了“隔直”作用,相当于“开路”;  ④在充、放电开始时,电容电压来不及改变,对于跳变信号它没有压降,这时电容相当于“短路”。  二、暂态过程公式  暂态过程公式中的初始值、趋向值即稳态值和时间常数儿为暂态过程公式的的三要素。只要从电路中找出这三个要素的值,把它们代入公式中便可直接写出暂态过程中电压和电流的表示式,而不必再去列电路方和求解。这种方法称为三要素法。  必须指出,由一个惰性元件(电容或感)和一个电阻组成的电路,或由可合并成一个惰性元件和一个电阻电路,且在阶跃激励的情况下,这一暂态过程公式才是适用的。  确定RC电路的三要素,可按下列规则进行:求初始值时,未充电的电容可看作短路,而已充电的电容,则可用一个未充电的电容串联一个电压源来代替;求稳态值时,电容可作开路;求时间常数时,应将电路中的电压源或将电流源开路,均保留电源内阻,然后将电路中的各个电阻和电容归并为一个总的电阻R和一个总的电容C,R和C的乘积就是时间常数。  三、暂态过程持续时间和暂态响应前沿时间  1o5-2 微分电路  微分电路是电子线路中一种简单的波形变换电路,它可将矩形脉冲变换为正、负极性相间的尖脉冲。特点是输出能突出地反映输入信号的跳变部分,而对恒定部分则反映较小。  1o5-3 积分电路  小 结  1.独立源作为电路的输入,它代表了外界对电路的作用。独立源可描述为电压源或电流源,到底采用何种描述形式,由计算电路是否方便而定。受控源是用来表示在电子器件中所发生的物理现象的一个模型,它是由电路中某处的电压或电流控制的。  2.线性有源单口网络,均可等效为戴文宁电路或诺顿电路,这两种电路也是相互等效的。在实际应用中,到底采用何种电路,由分析电路是否方便决定。  3.双口网络的特性,可用网络参数来描述,而接上激励源和负载后双口网络的特性,则应该用网络函数来描述。在计算网络函数时,只要严格地根据其定义,定能得到正确的结果。  4.在RC和RL电路的暂态过程中,电容的电压不能突变,电感的电流不能突变,根据这一现象,得出了暂态过程中电路的重要特性。根据定义,找出暂态过程三要素,运用暂态过程公式,便可计算电路在暂态过程中电流、电压的变化规律。微分电路和积分电路是常见的基本电路。  5.一个非正弦的周期信号,可以分解为许多不同频率、不同振幅和不同相位的正弦信号;相反,一系列参数不同的正弦信号,可以叠加成一个非正弦的周期信号。电路总有信号作用于其上,对电路特性的分析,离不开信号频谱的概念。  第一章 线性电路简述  针对电子线路课的需要,本章简述线性电路与信号的几个基本问题:电源、网络定理、双口网络的基本概念、信号及其频谱问题以及对RC电路的暂态特性作一初步的阐述。  §1o1 电压源和电流源  电子线路中的电源,可分为独立源和受控源两大类。  1o1-1 独立源  独立源给电路提供能量或提供信号,它的参数由电源内部的因素决定,而与电路中其它部分的电流和电压无关。电池和信号源等属于独立源。独立源可分为电压源和电流源两种。  一、电压源  两端能保持定值电压的电源,称为理想电压源。它有两个基本特性:①端电压V为定值或一定的时间函数,与流过的电流无关;②流过它的电流是由定值电压和与它相连接的外部电路共同决定的。今后我们把理想电压源简称为电压源。  二、电流源  能输出定值电流的电源,称为理想电流源。它有两个基本特性:①它的电流为定值,或是一定的时间函数,与端电压无关;②它的端电压是由定值电流和与它相连接的外电路共同决定的。由于具有输出电流为定值而不随端电压改变的特性,它的内阻为无穷大。今后我们把理想电流源称电流源。  1o1-2 受控源  受控源又称非独立源,它的电流或电压是受电路中其它部分的电流或电压控制的,是这些电流或电压的函数。受控源共有四种:两种受控电压源,即“电压控制电压源”和“电流控制电压源”;两种受控电流源,即“电压控制电流源”和“电流控制电流源”。  §1o2 线性网络的几个定理  加于其上的电压和电流之间的关系可用线性的代数或微分方程来描述的元件,称为线性元件。电阻、电容和电感元件是线性元件。由线性元件组成的电路,称为线性电路。  网络是电路的概括和泛称,当研究电路的一般规律时称网络。  一般地说,由线性元件构成的网络,称为线性网络;若网络中包含非线性元件,则称为非线性网络。内部不含电源的网络,称为无源网络;内部含有电源的网络,则称为有源网络。网络也常按引出端口的数目来分类,有一个端口(一对引出端)的网络,称为单口网络;有两个端口即有两对引出端的网络,称为双口网络。  对线性网络的分析,可采用克希霍夫定理进行,也可有以下定理:  1o2-1 叠加定理  在线性网络中,若含有两个或两个以上的独立源,每一元件的电流或电压,可以看作是每一个独立源单独作用于网络时在该元件上产生的电流或电压之和,这就是叠加定理。  运用叠加定理时应该注意:考虑任一独立源单独作用时,其它独立源应视为零值,即独立电压源用短路代替,独立电流源用开路代替;而全部受控源则必须保留。  还须指出:在分析电路时,我们既要假定电流的参考方向,又要假定电压的参考极性。如果电流的计算结果为正值,表明电流的真实方向与参考方向一致。在未标示参考方向的情况下,电流的正、负结果是毫无意义的,对电压也如此。电流的参考方向和电压的参考极性,可以彼此无关的任意假设,但为方便起见,常采用“关联”参考方向,即假定电流的参考方向与电压的参考极性一致。  1o2-2 戴文宁定理  戴文宁定理的内容是:任一线性有源单口网络,可用一个电压源串联一个阻抗来代替,电压源的电压等于该网络端口的开路电压,而等效阻抗则等于该网络中全部独立源为零值时从端口看进去的阻抗。由这一电压源和等效阻抗组成的等效电路,称为戴文宁等效电路。  应用戴文宁定理时,还有两个问题必须注意:①由戴文宁定理所得的等效电路,只对网络的外部电路等效,即只适用于计算外部电路的电压和电流,而不适用于计算网络内部的电压和电流;②只要单口网络内部是线性的,外部电路即使是含有非线性元件的非线性电路,戴文宁定理同样适用。  1o2-3 诺顿定理  一个有源线性单口网络,可用一个电流源并联一个等效阻抗来代替,电流源等于该网络端口的短路电流,等效阻抗等于该网络中全部独立源为零值时从端口看进去的阻抗,这就是诺顿定理。电流源与等效阻抗并联的电路,称为诺顿等效电路。  1o2-4 密勒定理  §1o3 双口网络简介  双口网络是电子线路中广泛应用的电路单元,变压器、耦合电路、传输线以及放大器等,都属于双口网络。有两对引出端的网络,称为双口网络,它总得与电源相接,也总要接上负载,与电源相接的端口称为输入端口,简称输入端或输入口;与负载相接的端口称为输出端口。  1o3-1 双口网络的基本方程和网络参数  描述双口网络的输入端和输出端电流、电压的关系式,称为双口网络的基本方程。任意选取四个量中的两个为自变量,另两个量为因变量,同一双口网络将有六种不同形式的基本方程。下面讨论本课常用的两中:  一、阻抗方程和Z参数  线性无源双口网络的Z参数是由网络内部结构、元件参数及电源频率决定的,而与电源的幅度、负载情况等无关,因而可用这此参数来描述网络本身的特性。  二、混合(hyrid)方程和κ参数  同一个双口网络可用不同的基本方程来描述,这些方程中的网络参数反映了同一网络的特性,因此,各组参数之间必有其内在联系,可以相互导出,知道一组h参数,就可导出一组z参数,反之亦然。在分析电路时,应选用能使分析简便的参数的等效电路。分析晶体管低频电路时广泛采用h参数电路。  1o3-2 网络函数  外界施加于网络的电源,是引起网络中其它各处电流、电压的原因,称为激励信号,简称激励。在单一频率激励信号电源的作用下,在网络中各处引起的电流、电压,称为网络的响应信号,简称响应。在线性网络中,响应信号的频率与激励信号的频率相同。响应信号与激励信号之比,称为网络函数。网络函数与网络系统本身的结构和元件参数有关,它描述了一个线性无源网络的因果特性。  在实际应用中,双口网络的输入端总与激励电源相接,输出端总接有负载,称为有端接的双口网络。双口网络接上激励电源和负载后的特性,应该用网络函数来描述。下面是几个具有重要意义的网络函数。  1.输入阻抗  2.输出阻抗  3.电压传输系数  4.电流传输系数  §1o4 信号的频谱分析  1o4-1 模拟信号和数字信号  模拟信号指模拟物理量(如声强、温度等)所得出的电流或电压,它们可能是平滑地、连续地变化,在任一时刻的幅度有各种可能的取值。  数字信号是在时间上和取值上都不连续的信号,它的幅度只有为数不多的取值。  按照信号形式的不同,可将电路分为模拟电路和数字电路两大类,处理模拟信号的电路称为模拟电路,而处理数字信号的电路则称为数字电路。  模拟信号以可分为周期信号和非周期信号。周期信号是每隔一定的时间T,按同一规律重复变化的信号。许多脉冲信号属于周期信号。所谓脉冲电压或电流,是指在暂短的时间(如毫秒(ms) 至纳秒(ns)数量级)内作用于电路的电压或电流。广义地说,一切非正弦信号,都可称之为脉冲信号。  1o4-2 周期信号的频谱  现在我们证明,一个非正弦周期信号,可以分解为许多不同频率的正弦信号(非正弦周期信号为一系列正弦信号的叠加)。  §1o5 RC电路的暂态特性  1o5-1 RC电路暂态过程的分析  一、暂态过程中电容的充、放电规律  惰性电路受激信号的冲击后,由原来的稳态经历一段时间过渡到的稳态,这一变化过程称为电路的暂态过程,以称过渡过程。  RC电路中电容的充、放电有下述重要规律:  ①RC电路在阶跃电压的激励下,电路中电流和电压是按指数律变化的,变化速度由电路的时间常数决定;  ②电容电压不可能跳变;  ③暂态过程结束后,电容充电或放电完毕,流过电容的电流为0,电容起了“隔直”作用,相当于“开路”;  ④在充、放电开始时,电容电压来不及改变,对于跳变信号它没有压降,这时电容相当于“短路”。  二、暂态过程公式  暂态过程公式中的初始值、趋向值即稳态值和时间常数儿为暂态过程公式的的三要素。只要从电路中找出这三个要素的值,把它们代入公式中便可直接写出暂态过程中电压和电流的表示式,而不必再去列电路方和求解。这种方法称为三要素法。  必须指出,由一个惰性元件(电容或感)和一个电阻组成的电路,或由可合并成一个惰性元件和一个电阻电路,且在阶跃激励的情况下,这一暂态过程公式才是适用的。  确定RC电路的三要素,可按下列规则进行:求初始值时,未充电的电容可看作短路,而已充电的电容,则可用一个未充电的电容串联一个电压源来代替;求稳态值时,电容可作开路;求时间常数时,应将电路中的电压源或将电流源开路,均保留电源内阻,然后将电路中的各个电阻和电容归并为一个总的电阻R和一个总的电容C,R和C的乘积就是时间常数。  三、暂态过程持续时间和暂态响应前沿时间  1o5-2 微分电路  微分电路是电子线路中一种简单的波形变换电路,它可将矩形脉冲变换为正、负极性相间的尖脉冲。特点是输出能突出地反映输入信号的跳变部分,而对恒定部分则反映较小。  1o5-3 积分电路  小 结  1.独立源作为电路的输入,它代表了外界对电路的作用。独立源可描述为电压源或电流源,到底采用何种描述形式,由计算电路是否方便而定。受控源是用来表示在电子器件中所发生的物理现象的一个模型,它是由电路中某处的电压或电流控制的。  2.线性有源单口网络,均可等效为戴文宁电路或诺顿电路,这两种电路也是相互等效的。在实际应用中,到底采用何种电路,由分析电路是否方便决定。  3.双口网络的特性,可用网络参数来描述,而接上激励源和负载后双口网络的特性,则应该用网络函数来描述。在计算网络函数时,只要严格地根据其定义,定能得到正确的结果。  4.在RC和RL电路的暂态过程中,电容的电压不能突变,电感的电流不能突变,根据这一现象,得出了暂态过程中电路的重要特性。根据定义,找出暂态过程三要素,运用暂态过程公式,便可计算电路在暂态过程中电流、电压的变化规律。微分电路和积分电路是常见的基本电路。  5.一个非正弦的周期信号,可以分解为许多不同频率、不同振幅和不同相位的正弦信号;相反,一系列参数不同的正弦信号,可以叠加成一个非正弦的周期信号。电路总有信号作用于其上,对电路特性的分析,离不开信号频谱的概念。  回答时间: 10:26:10&&&&&今日推荐
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针对电子线路课的需要,本章简述线性电路与信号的几个基本问题:电源、网络定理、双口网络的基本概念、信号及其频谱问题以及对RC电路的暂态特性作一初步的阐述。
§1o1 电压源和电流源
电子线路中的电源,可分为独立源和受控源两大类。
1o1-1 独立源
独立源给电路提供能量或提供信号,它的参数由电源内部的因素决定,而与电路中其它部分的电流和电压无关。电池和信号源等属于独立源。独立源可分为电压源和电流源两种。
一、电压源
两端能保持定值电压的电源,称为理想电压源。它有两个基本特性:①端电压V为定值或一定的时间函数,与流过的电流无关;②流过它的电流是由定值电压和与它相连接的外部电路共同决定的。今后我们把理想电压源简称为电压源。
二、电流源
能输出定值电流的电源,称为理想电流源。它有两个基本特性:①它的电流为定值,或是一定的时间函数,与端电压无关;②它的端电压是由定值电流和与它相连接的外电路共同决定的。由于具有输出电流为定值而不随端电压改变的特性,它的内阻为无穷大。今后我们把理想电流源称电流源。
1o1-2 受控源
受控源又称非独立源,它的电流或电压是受电路中其它部分的电流或电压控制的,是这些电流或电压的函数。受控源共有四种:两种受控电压源,即“电压控制电压源”和“电流控制电压源”;两种受控电流源,即“电压控制电流源”和“电流控制电流源”。
§1o2 线性网络的几个定理
加于其上的电压和电流之间的关系可用线性的代数或微分方程来描述的元件,称为线性元件。电阻、电容和电感元件是线性元件。由线性元件组成的电路,称为线性电路。
网络是电路的概括和泛称,当研究电路的一般规律时称网络。
一般地说,由线性元件构成的网络,称为线性网络;若网络中包含非线性元件,则称为非线性网络。内部不含电源的网络,称为无源网络;内部含有电源的网络,则称为有源网络。网络也常按引出端口的数目来分类,有一个端口(一对引出端)的网络,称为单口网络;有两个端口即有两对引出端的网络,称为双口网络。
对线性网络的分析,可采用克希霍夫定理进行,也可有以下定理:
1o2-1 叠加定理
在线性网络中,若含有两个或两个以上的独立源,每一元件的电流或电压,可以看作是每一个独立源单独作用于网络时在该元件上产生的电流或电压之和,这就是叠加定理。
运用叠加定理时应该注意:考虑任一独立源单独作用时,其它独立源应视为零值,即独立电压源用短路代替,独立电流源用开路代替;而全部受控源则必须保留。
还须指出:在分析电路时,我们既要假定电流的参考方向,又要假定电压的参考极性。如果电流的计算结果为正值,表明电流的真实方向与参考方向一致。在未标示参考方向的情况下,电流的正、负结果是毫无意义的,对电压也如此。电流的参考方向和电压的参考极性,可以彼此无关的任意假设,但为方便起见,常采用“关联”参考方向,即假定电流的参考方向与电压的参考极性一致。
1o2-2 戴文宁定理
戴文宁定理的内容是:任一线性有源单口网络,可用一个电压源串联一个阻抗来代替,电压源的电压等于该网络端口的开路电压,而等效阻抗则等于该网络中全部独立源为零值时从端口看进去的阻抗。由这一电压源和等效阻抗组成的等效电路,称为戴文宁等效电路。
应用戴文宁定理时,还有两个问题必须注意:①由戴文宁定理所得的等效电路,只对网络的外部电路等效,即只适用于计算外部电路的电压和电流,而不适用于计算网络内部的电压和电流;②只要单口网络内部是线性的,外部电路即使是含有非线性元件的非线性电路,戴文宁定理同样适用。
1o2-3 诺顿定理
一个有源线性单口网络,可用一个电流源并联一个等效阻抗来代替,电流源等于该网络端口的短路电流,等效阻抗等于该网络中全部独立源为零值时从端口看进去的阻抗,这就是诺顿定理。电流源与等效阻抗并联的电路,称为诺顿等效电路。
1o2-4 密勒定理
§1o3 双口网络简介
双口网络是电子线路中广泛应用的电路单元,变压器、耦合电路、传输线以及放大器等,都属于双口网络。有两对引出端的网络,称为双口网络,它总得与电源相接,也总要接上负载,与电源相接的端口称为输入端口,简称输入端或输入口;与负载相接的端口称为输出端口。
1o3-1 双口网络的基本方程和网络参数
描述双口网络的输入端和输出端电流、电压的关系式,称为双口网络的基本方程。任意选取四个量中的两个为自变量,另两个量为因变量,同一双口网络将有六种不同形式的基本方程。下面讨论本课常用的两中:
一、阻抗方程和Z参数
线性无源双口网络的Z参数是由网络内部结构、元件参数及电源频率决定的,而与电源的幅度、负载情况等无关,因而可用这此参数来描述网络本身的特性。
二、混合(hyrid)方程和κ参数
同一个双口网络可用不同的基本方程来描述,这些方程中的网络参数反映了同一网络的特性,因此,各组参数之间必有其内在联系,可以相互导出,知道一组h参数,就可导出一组z参数,反之亦然。在分析电路时,应选用能使分析简便的参数的等效电路。分析晶体管低频电路时广泛采用h参数电路。
1o3-2 网络函数
外界施加于网络的电源,是引起网络中其它各处电流、电压的原因,称为激励信号,简称激励。在单一频率激励信号电源的作用下,在网络中各处引起的电流、电压,称为网络的响应信号,简称响应。在线性网络中,响应信号的频率与激励信号的频率相同。响应信号与激励信号之比,称为网络函数。网络函数与网络系统本身的结构和元件参数有关,它描述了一个线性无源网络的因果特性。
在实际应用中,双口网络的输入端总与激励电源相接,输出端总接有负载,称为有端接的双口网络。双口网络接上激励电源和负载后的特性,应该用网络函数来描述。下面是几个具有重要意义的网络函数。
1.输入阻抗
2.输出阻抗
3.电压传输系数
4.电流传输系数
§1o4 信号的频谱分析
1o4-1 模拟信号和数字信号
模拟信号指模拟物理量(如声强、温度等)所得出的电流或电压,它们可能是平滑地、连续地变化,在任一时刻的幅度有各种可能的取值。
数字信号是在时间上和取值上都不连续的信号,它的幅度只有为数不多的取值。
按照信号形式的不同,可将电路分为模拟电路和数字电路两大类,处理模拟信号的电路称为模拟电路,而处理数字信号的电路则称为数字电路。
模拟信号以可分为周期信号和非周期信号。周期信号是每隔一定的时间T,按同一规律重复变化的信号。许多脉冲信号属于周期信号。所谓脉冲电压或电流,是指在暂短的时间(如毫秒(ms) 至纳秒(ns)数量级)内作用于电路的电压或电流。广义地说,一切非正弦信号,都可称之为脉冲信号。
1o4-2 周期信号的频谱
现在我们证明,一个非正弦周期信号,可以分解为许多不同频率的正弦信号(非正弦周期信号为一系列正弦信号的叠加)。
§1o5 RC电路的暂态特性
1o5-1 RC电路暂态过程的分析
一、暂态过程中电容的充、放电规律
惰性电路受激信号的冲击后,由原来的稳态经历一段时间过渡到的稳态,这一变化过程称为电路的暂态过程,以称过渡过程。
RC电路中电容的充、放电有下述重要规律:
①RC电路在阶跃电压的激励下,电路中电流和电压是按指数律变化的,变化速度由电路的时间常数决定;
②电容电压不可能跳变;
③暂态过程结束后,电容充电或放电完毕,流过电容的电流为0,电容起了“隔直”作用,相当于“开路”;
④在充、放电开始时,电容电压来不及改变,对于跳变信号它没有压降,这时电容相当于“短路”。
二、暂态过程公式
暂态过程公式中的初始值、趋向值即稳态值和时间常数儿为暂态过程公式的的三要素。只要从电路中找出这三个要素的值,把它们代入公式中便可直接写出暂态过程中电压和电流的表示式,而不必再去列电路方和求解。这种方法称为三要素法。
必须指出,由一个惰性元件(电容或感)和一个电阻组成的电路,或由可合并成一个惰性元件和一个电阻电路,且在阶跃激励的情况下,这一暂态过程公式才是适用的。
确定RC电路的三要素,可按下列规则进行:求初始值时,未充电的电容可看作短路,而已充电的电容,则可用一个未充电的电容串联一个电压源来代替;求稳态值时,电容可作开路;求时间常数时,应将电路中的电压源或将电流源开路,均保留电源内阻,然后将电路中的各个电阻和电容归并为一个总的电阻R和一个总的电容C,R和C的乘积就是时间常数。
三、暂态过程持续时间和暂态响应前沿时间
1o5-2 微分电路
微分电路是电子线路中一种简单的波形变换电路,它可将矩形脉冲变换为正、负极性相间的尖脉冲。特点是输出能突出地反映输入信号的跳变部分,而对恒定部分则反映较小。
1o5-3 积分电路
1.独立源作为电路的输入,它代表了外界对电路的作用。独立源可描述为电压源或电流源,到底采用何种描述形式,由计算电路是否方便而定。受控源是用来表示在电子器件中所发生的物理现象的一个模型,它是由电路中某处的电压或电流控制的。
2.线性有源单口网络,均可等效为戴文宁电路或诺顿电路,这两种电路也是相互等效的。在实际应用中,到底采用何种电路,由分析电路是否方便决定。
3.双口网络的特性,可用网络参数来描述,而接上激励源和负载后双口网络的特性,则应该用网络函数来描述。在计算网络函数时,只要严格地根据其定义,定能得到正确的结果。
4.在RC和RL电路的暂态过程中,电容的电压不能突变,电感的电流不能突变,根据这一现象,得出了暂态过程中电路的重要特性。根据定义,找出暂态过程三要素,运用暂态过程公式,便可计算电路在暂态过程中电流、电压的变化规律。微分电路和积分电路是常见的基本电路。
5.一个非正弦的周期信号,可以分解为许多不同频率、不同振幅和不同相位的正弦信号;相反,一系列参数不同的正弦信号,可以叠加成一个非正弦的周期信号。电路总有信号作用于其上,对电路特性的分析,离不开信号频谱的概念。
第一章 线性电路简述
针对电子线路课的需要,本章简述线性电路与信号的几个基本问题:电源、网络定理、双口网络的基本概念、信号及其频谱问题以及对RC电路的暂态特性作一初步的阐述。
§1o1 电压源和电流源
电子线路中的电源,可分为独立源和受控源两大类。
1o1-1 独立源
独立源给电路提供能量或提供信号,它的参数由电源内部的因素决定,而与电路中其它部分的电流和电压无关。电池和信号源等属于独立源。独立源可分为电压源和电流源两种。
一、电压源
两端能保持定值电压的电源,称为理想电压源。它有两个基本特性:①端电压V为定值或一定的时间函数,与流过的电流无关;②流过它的电流是由定值电压和与它相连接的外部电路共同决定的。今后我们把理想电压源简称为电压源。
二、电流源
能输出定值电流的电源,称为理想电流源。它有两个基本特性:①它的电流为定值,或是一定的时间函数,与端电压无关;②它的端电压是由定值电流和与它相连接的外电路共同决定的。由于具有输出电流为定值而不随端电压改变的特性,它的内阻为无穷大。今后我们把理想电流源称电流源。
1o1-2 受控源
受控源又称非独立源,它的电流或电压是受电路中其它部分的电流或电压控制的,是这些电流或电压的函数。受控源共有四种:两种受控电压源,即“电压控制电压源”和“电流控制电压源”;两种受控电流源,即“电压控制电流源”和“电流控制电流源”。
§1o2 线性网络的几个定理
加于其上的电压和电流之间的关系可用线性的代数或微分方程来描述的元件,称为线性元件。电阻、电容和电感元件是线性元件。由线性元件组成的电路,称为线性电路。
网络是电路的概括和泛称,当研究电路的一般规律时称网络。
一般地说,由线性元件构成的网络,称为线性网络;若网络中包含非线性元件,则称为非线性网络。内部不含电源的网络,称为无源网络;内部含有电源的网络,则称为有源网络。网络也常按引出端口的数目来分类,有一个端口(一对引出端)的网络,称为单口网络;有两个端口即有两对引出端的网络,称为双口网络。
对线性网络的分析,可采用克希霍夫定理进行,也可有以下定理:
1o2-1 叠加定理
在线性网络中,若含有两个或两个以上的独立源,每一元件的电流或电压,可以看作是每一个独立源单独作用于网络时在该元件上产生的电流或电压之和,这就是叠加定理。
运用叠加定理时应该注意:考虑任一独立源单独作用时,其它独立源应视为零值,即独立电压源用短路代替,独立电流源用开路代替;而全部受控源则必须保留。
还须指出:在分析电路时,我们既要假定电流的参考方向,又要假定电压的参考极性。如果电流的计算结果为正值,表明电流的真实方向与参考方向一致。在未标示参考方向的情况下,电流的正、负结果是毫无意义的,对电压也如此。电流的参考方向和电压的参考极性,可以彼此无关的任意假设,但为方便起见,常采用“关联”参考方向,即假定电流的参考方向与电压的参考极性一致。
1o2-2 戴文宁定理
戴文宁定理的内容是:任一线性有源单口网络,可用一个电压源串联一个阻抗来代替,电压源的电压等于该网络端口的开路电压,而等效阻抗则等于该网络中全部独立源为零值时从端口看进去的阻抗。由这一电压源和等效阻抗组成的等效电路,称为戴文宁等效电路。
应用戴文宁定理时,还有两个问题必须注意:①由戴文宁定理所得的等效电路,只对网络的外部电路等效,即只适用于计算外部电路的电压和电流,而不适用于计算网络内部的电压和电流;②只要单口网络内部是线性的,外部电路即使是含有非线性元件的非线性电路,戴文宁定理同样适用。
1o2-3 诺顿定理
一个有源线性单口网络,可用一个电流源并联一个等效阻抗来代替,电流源等于该网络端口的短路电流,等效阻抗等于该网络中全部独立源为零值时从端口看进去的阻抗,这就是诺顿定理。电流源与等效阻抗并联的电路,称为诺顿等效电路。
1o2-4 密勒定理
§1o3 双口网络简介
双口网络是电子线路中广泛应用的电路单元,变压器、耦合电路、传输线以及放大器等,都属于双口网络。有两对引出端的网络,称为双口网络,它总得与电源相接,也总要接上负载,与电源相接的端口称为输入端口,简称输入端或输入口;与负载相接的端口称为输出端口。
1o3-1 双口网络的基本方程和网络参数
描述双口网络的输入端和输出端电流、电压的关系式,称为双口网络的基本方程。任意选取四个量中的两个为自变量,另两个量为因变量,同一双口网络将有六种不同形式的基本方程。下面讨论本课常用的两中:
一、阻抗方程和Z参数
线性无源双口网络的Z参数是由网络内部结构、元件参数及电源频率决定的,而与电源的幅度、负载情况等无关,因而可用这此参数来描述网络本身的特性。
二、混合(hyrid)方程和κ参数
同一个双口网络可用不同的基本方程来描述,这些方程中的网络参数反映了同一网络的特性,因此,各组参数之间必有其内在联系,可以相互导出,知道一组h参数,就可导出一组z参数,反之亦然。在分析电路时,应选用能使分析简便的参数的等效电路。分析晶体管低频电路时广泛采用h参数电路。
1o3-2 网络函数
外界施加于网络的电源,是引起网络中其它各处电流、电压的原因,称为激励信号,简称激励。在单一频率激励信号电源的作用下,在网络中各处引起的电流、电压,称为网络的响应信号,简称响应。在线性网络中,响应信号的频率与激励信号的频率相同。响应信号与激励信号之比,称为网络函数。网络函数与网络系统本身的结构和元件参数有关,它描述了一个线性无源网络的因果特性。
在实际应用中,双口网络的输入端总与激励电源相接,输出端总接有负载,称为有端接的双口网络。双口网络接上激励电源和负载后的特性,应该用网络函数来描述。下面是几个具有重要意义的网络函数。
1.输入阻抗
2.输出阻抗
3.电压传输系数
4.电流传输系数
§1o4 信号的频谱分析
1o4-1 模拟信号和数字信号
模拟信号指模拟物理量(如声强、温度等)所得出的电流或电压,它们可能是平滑地、连续地变化,在任一时刻的幅度有各种可能的取值。
数字信号是在时间上和取值上都不连续的信号,它的幅度只有为数不多的取值。
按照信号形式的不同,可将电路分为模拟电路和数字电路两大类,处理模拟信号的电路称为模拟电路,而处理数字信号的电路则称为数字电路。
模拟信号以可分为周期信号和非周期信号。周期信号是每隔一定的时间T,按同一规律重复变化的信号。许多脉冲信号属于周期信号。所谓脉冲电压或电流,是指在暂短的时间(如毫秒(ms) 至纳秒(ns)数量级)内作用于电路的电压或电流。广义地说,一切非正弦信号,都可称之为脉冲信号。
1o4-2 周期信号的频谱
现在我们证明,一个非正弦周期信号,可以分解为许多不同频率的正弦信号(非正弦周期信号为一系列正弦信号的叠加)。
§1o5 RC电路的暂态特性
1o5-1 RC电路暂态过程的分析
一、暂态过程中电容的充、放电规律
惰性电路受激信号的冲击后,由原来的稳态经历一段时间过渡到的稳态,这一变化过程称为电路的暂态过程,以称过渡过程。
RC电路中电容的充、放电有下述重要规律:
①RC电路在阶跃电压的激励下,电路中电流和电压是按指数律变化的,变化速度由电路的时间常数决定;
②电容电压不可能跳变;
③暂态过程结束后,电容充电或放电完毕,流过电容的电流为0,电容起了“隔直”作用,相当于“开路”;
④在充、放电开始时,电容电压来不及改变,对于跳变信号它没有压降,这时电容相当于“短路”。
二、暂态过程公式
暂态过程公式中的初始值、趋向值即稳态值和时间常数儿为暂态过程公式的的三要素。只要从电路中找出这三个要素的值,把它们代入公式中便可直接写出暂态过程中电压和电流的表示式,而不必再去列电路方和求解。这种方法称为三要素法。
必须指出,由一个惰性元件(电容或感)和一个电阻组成的电路,或由可合并成一个惰性元件和一个电阻电路,且在阶跃激励的情况下,这一暂态过程公式才是适用的。
确定RC电路的三要素,可按下列规则进行:求初始值时,未充电的电容可看作短路,而已充电的电容,则可用一个未充电的电容串联一个电压源来代替;求稳态值时,电容可作开路;求时间常数时,应将电路中的电压源或将电流源开路,均保留电源内阻,然后将电路中的各个电阻和电容归并为一个总的电阻R和一个总的电容C,R和C的乘积就是时间常数。
三、暂态过程持续时间和暂态响应前沿时间
1o5-2 微分电路
微分电路是电子线路中一种简单的波形变换电路,它可将矩形脉冲变换为正、负极性相间的尖脉冲。特点是输出能突出地反映输入信号的跳变部分,而对恒定部分则反映较小。
1o5-3 积分电路
1.独立源作为电路的输入,它代表了外界对电路的作用。独立源可描述为电压源或电流源,到底采用何种描述形式,由计算电路是否方便而定。受控源是用来表示在电子器件中所发生的物理现象的一个模型,它是由电路中某处的电压或电流控制的。
2.线性有源单口网络,均可等效为戴文宁电路或诺顿电路,这两种电路也是相互等效的。在实际应用中,到底采用何种电路,由分析电路是否方便决定。
3.双口网络的特性,可用网络参数来描述,而接上激励源和负载后双口网络的特性,则应该用网络函数来描述。在计算网络函数时,只要严格地根据其定义,定能得到正确的结果。
4.在RC和RL电路的暂态过程中,电容的电压不能突变,电感的电流不能突变,根据这一现象,得出了暂态过程中电路的重要特性。根据定义,找出暂态过程三要素,运用暂态过程公式,便可计算电路在暂态过程中电流、电压的变化规律。微分电路和积分电路是常见的基本电路。
5.一个非正弦的周期信号,可以分解为许多不同频率、不同振幅和不同相位的正弦信号;相反,一系列参数不同的正弦信号,可以叠加成一个非正弦的周期信号。电路总有信号作用于其上,对电路特性的分析,离不开信号频谱的概念。
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