回轉(zhuǎn)器和負(fù)阻抗變換器

1、16-6 回轉(zhuǎn)器和負(fù)阻抗變換器一、回轉(zhuǎn)器注意：回轉(zhuǎn)箭頭由右到左時(shí)，電路方程為1、定義： 理想回轉(zhuǎn)器為一個(gè)二端口，符號(hào)如圖所示。端口VAR為：或2、 性質(zhì)：(1) 無(wú)源：(2) 非互易：運(yùn)算模型情況下：(3) 阻抗變換作用因?yàn)椋河校旱茫?可見(jiàn)，回轉(zhuǎn)器可將輸出端口所接的電容（電感）變換成為輸入端口的電感（電容）。 同理：當(dāng) 時(shí)，電感電容當(dāng) 時(shí)，1 定義： NIC也是一個(gè)二端口，電路符號(hào)如圖所示，其端口特性可用T參數(shù)描述(運(yùn)算形式)電流反向型電壓反向型或二、負(fù)阻抗變換器NIC說(shuō)明可用NIC實(shí)現(xiàn)負(fù)電阻、負(fù)電容及負(fù)電感2、負(fù)阻抗變換 如圖所示，有負(fù)載阻抗 Z2從入端看進(jìn)去(1) 電流反向型:(2) 電壓

2、反向型： 類推第十七章 非線性電路簡(jiǎn)介序：非線性的絕對(duì)性理論進(jìn)入一個(gè)新的領(lǐng)域主要掌握基本概念17-5 分段線性化方法17-1 非線性電阻17-3 非線性電容和非線性電感17-3 非線性電路方程17-4 小信號(hào)分析法 重 點(diǎn)1、非線性電路的方程的列寫(xiě)2、含單個(gè)非線性電阻的電路的分析3、非線性電路的小信號(hào)分析法17-1 非線性電阻一、 線性電阻回顧線性時(shí)不變電阻線性時(shí)變電阻二、 非線性電阻1 定義:非線性時(shí)不變電阻非線性時(shí)變電阻 所謂非線性電阻，是這樣一種元件，其伏安特性不是通過(guò)原點(diǎn)的直線，而遵循某種特定非線性關(guān)系。2 分類:iuuiui壓控（N）型流控（S）型單調(diào)型iu3 特點(diǎn) : i上升，反而

3、u下降(2) 多值4 參數(shù)動(dòng)態(tài)電阻靜態(tài)電阻(2) 動(dòng)態(tài)電阻(1) 靜態(tài)電阻三、 串、并聯(lián)條件：控制類型相同圖解法1 串聯(lián):2 并聯(lián): 含單個(gè)非線性電阻的電路，可將原電路看成是兩個(gè)單口網(wǎng)絡(luò)組成的網(wǎng)絡(luò)：其一為電路的線性部分，另一個(gè)為電路的非線性部分 ，然后分別根據(jù)克?；舴蚨杉霸姆碴P(guān)系可以確定電路的工作狀態(tài)。 四、 含單個(gè)非線性電阻的電路求解1、解析法 如果非線性元件的伏安關(guān)系可以寫(xiě)成確定的函數(shù)式，則可以通過(guò)解方程的方法求解電路的工作狀態(tài)。2、圖解法 如果非線性元件的伏安特性不能用確定的函數(shù)式描述，可以采用“圖解法”來(lái)求解。曲線相交法三極管的特性曲線分析實(shí)例17-2 非線性電容和非線性電感回

4、顧：線性電容：線性電感：一、 非線性電容1 定義：2 符號(hào)：3 特性：靜態(tài)電容動(dòng)態(tài)電容二、 非線性電感1 定義：2 符號(hào)：3 特性：靜態(tài)電感動(dòng)態(tài)電感鐵磁材料的 特性 17-3 非線性電路方程 由于基爾霍夫定律對(duì)于線性電路和非線性電路均適用，所以線性電路方程與非線性電路方程的差別僅由于元件特性的不同而引起。對(duì)于非線性電阻電路列出的方程是一組非線性代數(shù)方程，而對(duì)于含有非線性儲(chǔ)能元件的電路列出的方程是一組非線性微分方程。下面通過(guò)實(shí)例說(shuō)明上述概念。例17-2 電路如圖17-9所示，其中非線性電阻的伏安特性關(guān)系為 。試列出電路方程。得有解:電路方程為且小結(jié) 對(duì)電流控制的非線性電阻，可能建立起非嚴(yán)格意義的

5、回路電流方程。 對(duì)電壓控制的非線性電阻，可能建立起非嚴(yán)格意義的結(jié)點(diǎn)電壓方程。 如果電路中既有電壓控制的電阻，又有電流控制的電阻，建立方程的過(guò)程就比較復(fù)雜。例173 圖1710所示電路為一個(gè)充電的線性電容向一個(gè)晶體二極管放電的電路。設(shè)二極管的伏安特性可以用冪級(jí)數(shù)形式近似的表示，且可寫(xiě)為 。a和b為正的常量。試列出電路方程。解 設(shè)電容的初始電壓為uc(0+)=Uo，電路方程為有得 對(duì)于非線性代數(shù)方程和非線性微分方程的解析解一般都是難以求出來(lái)的，但是可以利用計(jì)算機(jī)應(yīng)用數(shù)值法來(lái)求解。小結(jié) 列寫(xiě)具有多個(gè)非線性儲(chǔ)能元件電路的狀態(tài)方程比線性電路更為復(fù)雜和困難。且電路分析的狀態(tài)變量一般成為q和 。17-4 小

6、信號(hào)分析法 在電子線路中，信號(hào)的變化幅度往往很小。雖然電路本身為一個(gè)非線性系統(tǒng)，但是我們可以圍繞一個(gè)工作點(diǎn)建立一個(gè)局部線性的模型，對(duì)于這一個(gè)小信號(hào)而言，就可以運(yùn)用線性電路的分析方法來(lái)進(jìn)行分析計(jì)算，這就是所謂的“小信號(hào)分析法”。標(biāo)準(zhǔn)電路如圖：電路的基本方程為：小信號(hào)分析的條件為1、 靜態(tài)工作點(diǎn)：用圖解法： 其與特性曲線的交點(diǎn)為靜態(tài)工作點(diǎn)稱為負(fù)載線AB有：2、 小信號(hào)動(dòng)態(tài)分析：(1) 小擾動(dòng)關(guān)系：(2) 非線性關(guān)系處理： 其中 、 ，可以看成是直流解（UQ，IQ）的擾動(dòng)。這種擾動(dòng)是由信號(hào)源引起的。 泰勒展式: 在小信號(hào)情況下，電流函數(shù)在 點(diǎn)作泰勒展開(kāi)，可以取前兩項(xiàng)作為其近似。為非線性電阻在工作點(diǎn)處

7、的動(dòng)態(tài)電導(dǎo)(動(dòng)態(tài)電阻)令:故:結(jié)論：(3)小信號(hào)等效電路：由基本方程代入小擾動(dòng)關(guān)系：有小信號(hào)等效電路：u1(t) , i1(t)得：線性電路模型因?yàn)?3、 小信號(hào)分析法綜述：(1) 條件：亦可推廣到L、C電路(3) 在Q點(diǎn)求得 Gd ( Rd )，作小信號(hào)等效電路，(2) 讓信號(hào)置零，求得靜態(tài)工作點(diǎn)(4) 最后解得 如圖所示，時(shí)變信號(hào)源為小信號(hào)情況，非線性電阻(二極管)的伏安關(guān)系如圖，求u。小信號(hào)分析法實(shí)例：實(shí)例(1) 直流通路：計(jì)算Q(IQ,UQ)(1) 圖解法計(jì)算 Q (IQ,UQ)有：(2) 計(jì)算動(dòng)態(tài)電阻Rd = f (UQ) = r交流通路：小信號(hào)電路(3) 小信號(hào)電路實(shí)例(2) 穩(wěn)壓

8、特性如圖，uS為紋波電壓，作小信號(hào)分析。直流通路直流通路的等效電路工作點(diǎn)：(-6V，-3mA)小信號(hào)電路:交流通路 0.03V3mA1、繪出直流電路，求出直流偏置電壓作用時(shí)電路的直流工作點(diǎn)（或待求量）；2、根據(jù)非線性元件的伏安特性求出對(duì)于工作點(diǎn)處的電導(dǎo)；3、繪出電路的小信號(hào)模型電路，計(jì)算出相應(yīng)的待求量；4、將直流分量與小信號(hào)分量疊加起來(lái)。小信號(hào)分析法小結(jié) 17-5 分段線性分析法 分段線性化方法(又稱折線法)是研究非線性電路的一種有效方法，它的特點(diǎn)在于能把非線性的求解過(guò)程分成幾個(gè)線性區(qū)段，就每線性區(qū)段來(lái)說(shuō)，又可以應(yīng)用線性電路的計(jì)算方法。 將非線性電路中的非線性元件特性適當(dāng)分解成為數(shù)個(gè)線性區(qū)段，從而將非線性電路求解過(guò)程化為幾個(gè)線性電路的分析。 折線法實(shí)例說(shuō)明：分段線性化方法分析二極管電路理想二極管特性實(shí)際二極管特性 例175 (1) 圖1716(