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文檔簡介
第三章疊加方法與網(wǎng)絡函數(shù)第三章疊加方法和網(wǎng)絡函數(shù)3.1
線性電路的比例性網(wǎng)絡函數(shù)3.2
疊加原理3.3
疊加方法與功率計算3.4
數(shù)模轉換器的基本原理1.理解線性電路的性質。2.掌握利用疊加原理分析電路的基本方法和功率的計算。3.了解數(shù)模轉換器的基本原理。本章要求3.1線性電路的比例性網(wǎng)絡函數(shù)一、線性電路由線性元件(電阻、受控源等)及獨立電源組成的電路。激勵:獨立電壓源的電壓、獨立電流源的電流響應:任一支路的電壓或電流二、線性電路性質齊次性原理線性電路中,所有激勵(獨立源)都增大(或減小)同樣的倍數(shù),則電路中響應(電壓或電流)也增大(或減小)同樣的倍數(shù)。當激勵只有一個時,則響應與激勵成正比。激勵為0,響應也為0.如圖:若us增加n倍,各電流也會增加n倍。
可見:R2+usR3i2i3i1ab三、網(wǎng)絡函數(shù)
對單一激勵的線性、時不變電路,網(wǎng)絡函數(shù)為指定的響應對激勵之比。對于電阻電路,H為實數(shù)。策動點函數(shù)轉移函數(shù)響應激勵名稱策動點函數(shù)電流電壓策動點電導Gi電壓電流策動點電阻Ri轉移函數(shù)電流電壓轉移電導GT電壓電流轉移電阻RT電流電流轉移電流比Hi電壓電壓轉移電壓比HuP92例1利用分壓關系求解網(wǎng)絡函數(shù)。例2對于梯形網(wǎng)絡,假設輸出為1,依次求電流和
電壓值。3.2-3.3
疊加原理功率計算+–usR1R2iSi1i2
已知電路如圖,求i1
解:利用節(jié)點電壓法求解。設下面節(jié)點為0參考點,上面節(jié)點電壓為u1。列寫1點的kcl方程i1+is-u1/R2=0i1=-(u1-us)/R1求得:13.2-3.3
疊加原理功率計算
疊加原理:對于線性電路,任何一條支路的電流,都可以看成是由電路中各個電源(電壓源或電流源)分別作用時,在此支路中所產(chǎn)生的電流的代數(shù)和。原電路+–usR1R2(a)iSi1i2iS單獨作用R1R2(c)i1''i2''+iSus單獨作用=+–usR1R2(b)i1'i2'
疊加原理由圖(c),當iS單獨作用時同理:i2=i2'+i2''由圖(b),當us
單獨作用時原電路+–usR1R2(a)iSi1i2iS單獨作用R1R2(c)i1''i2''+iSus單獨作用=+–usR1R2(b)i1'
i2'
根據(jù)疊加原理功率不能線性疊加i1=i1'+i1"u1=u1'+u1"元件上的功率只能用該元件上的總電流和總電壓來計算,不能直接用多個電源單獨作用的功率進行疊加。以電阻R1為例p1=u1i1=(i1'+i1")(u1'+u1")=i1'u1'+
i1'u1"+
i1"u1'+
i1"u1"=i1'u1'+
i1"u1"+–usisR2+–R1u1i1應用疊加原理要注意的問題1.疊加原理只適用于線性電路。2.疊加時只將電源分別考慮,電路的結構和參數(shù)不變。令各電源分別作用,暫不作用的電壓源應予以短路,即令us=0;暫不作用的電流源應予以開路,即令is=0。3.解題時要標明各支路電流、電壓的參考方向。原電路中各電壓、電流的最后結果是各分電壓、分電流的代數(shù)和。=usisis+us4.疊加原理只能用于電壓或電流的計算,不能用來求功率。5.運用疊加定理時也可以把電源分組求解,每個分電路的電源個數(shù)可能不止一個。=+6.含受控源(線性)電路亦可用疊加,但疊加只適用于獨立源,受控源應始終保留。例1:用疊加原理求I2BI2R1I1U1R2AU2I3R3+_+_I2''26AB7.2V3+_+_A12VBI2'263已知:U1=12V,U2=7.2V,R1=2,R2=6,R3=3解:
I2′=I2"=I2=I2′+I2
=根據(jù)疊加原理,I2=I2′+I21A–1A0A例2.1求圖中電壓u。+–10V4A6+–4u解:(1)10V電壓源單獨作用,4A電流源開路4A6+–4u''u'=4V(2)4A電流源單獨作用,10V電壓源短路u"=-42.4=-9.6V共同作用:u=u'+u"=4+(-9.6)=-5.6V+–10V6+–4u'2校驗功率不能疊加。例3:
電路如圖,已知
Us=10V、IS=1A,R1=10
R2=R3=5,試用疊加原理求流過R2的電流I2和電流源IS兩端的電壓Ui。
(b)
Us單獨作用將IS
斷開(c)IS單獨作用
將Us
短接解:由圖(b)
(a)+–UsR3R2R1ISI2+–Ui+–UsR3R2R1I2'+–Ui'R3R2R1ISI2+–Ui
(b)
Us單獨作用(c)IS單獨作用(a)+–UsR3R2R1ISI2+–Ui+–UsR3R2R1I2'+–Ui'R3R2R1ISI2+–Ui由圖(c)
例4.求電壓Us(1)10V電壓源單獨作用:(2)4A電流源單獨作用:解:+–10V6I14A+–Us+–10I1410V+–6I1'+–10I1'4+–Us'6I1''4A+–Us''+–10I1''4+–U1'+–U1"Us'=-10I1'+U1'Us"=-10I1"+U1”
注意:受控源不能去掉Us'=-10I1'+U1'=-10I1'+4I1'=
-101+41=-6VUs"=-10I1"+U1”
=-10(-1.6)+9.6=25.6V共同作用:Us=Us'+Us"=-6+25.6=19.6V10V+–6I1'+–10I1'4+–Us'+–U1'6I1''4A+–Us''+–10I1''4+–U1"例5已知:US=1V、IS=1A時,Uo=0VUS=10V、IS=0A時,Uo=1V求:US=0V、IS=10A時,Uo=?解:電路中有兩個電源作用,根據(jù)疊加原理可設
Uo=H1US+H2IS當
US=10V、IS=0A時,當
US=1V、IS=1A時,US線性無源網(wǎng)絡UoIS+–+-
得0
=H11+H21
得1
=H110+H20聯(lián)立兩式解得:H1=0.1、H2=–0.1所以
Uo=H1US+H2IS
=0.10+(–0.1)10
=–1V作業(yè):P1072、3、6、10、11一、幾種常用的進位數(shù)制
(N)R
Ra
進制規(guī)則
(N)D
10
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
逢十進一
(N)B
2
0,1
逢二進一
(N)O
8
0,1,2,3,4,5,6,7
逢八進一
(N)H
16
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
逢十六進一3.4數(shù)模轉換器的基本原理二進制:以二為基數(shù)的記數(shù)體制。表示數(shù)的兩個數(shù)碼:0、1遵循逢二進一的規(guī)律。(1001)B==(9)D二、數(shù)模轉換器的功能將離散的數(shù)字量轉換為連接變化的模擬量。其中,數(shù)字量用二進制表示,模擬量用十進制表示。二進制的優(yōu)點:用電路的兩個狀態(tài)---開關來表示二進制數(shù),數(shù)碼的存儲和傳輸簡單、可靠。二進制的缺點:位數(shù)較多,使用不便;不合人們的習慣,輸入時將十進制轉換成二進制,運算結果輸出時再轉換成十進制數(shù)。三、構成D/A轉換器的基本思想
通過電路開關來表示一位二進制碼的數(shù)值是1還是0,n個電路開關代表n位二進制的輸入量。將輸入的每一位二進制代碼按其權的大小轉換成相應的模擬量,然后將代表各位的模擬量相加,所得的總模擬量就與數(shù)字量成正比,這樣便實現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉換。數(shù)模轉換器解碼網(wǎng)絡3
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