第三章疊加方法與網(wǎng)絡(luò)函數(shù)

第三章疊加方法與網(wǎng)絡(luò)函數(shù)第三章疊加方法和網(wǎng)絡(luò)函數(shù)3.1

線性電路的比例性網(wǎng)絡(luò)函數(shù)3.2

疊加原理3.3

疊加方法與功率計(jì)算3.4

數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基本原理1.理解線性電路的性質(zhì)。2.掌握利用疊加原理分析電路的基本方法和功率的計(jì)算。3.了解數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基本原理。本章要求3.1線性電路的比例性網(wǎng)絡(luò)函數(shù)一、線性電路由線性元件（電阻、受控源等）及獨(dú)立電源組成的電路。激勵(lì)：獨(dú)立電壓源的電壓、獨(dú)立電流源的電流響應(yīng)：任一支路的電壓或電流二、線性電路性質(zhì)齊次性原理線性電路中，所有激勵(lì)(獨(dú)立源)都增大(或減小)同樣的倍數(shù)，則電路中響應(yīng)(電壓或電流)也增大(或減小)同樣的倍數(shù)。當(dāng)激勵(lì)只有一個(gè)時(shí)，則響應(yīng)與激勵(lì)成正比。激勵(lì)為0，響應(yīng)也為0.如圖：若us增加n倍，各電流也會(huì)增加n倍。

可見：R2+usR3i2i3i1ab三、網(wǎng)絡(luò)函數(shù)

對(duì)單一激勵(lì)的線性、時(shí)不變電路，網(wǎng)絡(luò)函數(shù)為指定的響應(yīng)對(duì)激勵(lì)之比。對(duì)于電阻電路，H為實(shí)數(shù)。策動(dòng)點(diǎn)函數(shù)轉(zhuǎn)移函數(shù)響應(yīng)激勵(lì)名稱策動(dòng)點(diǎn)函數(shù)電流電壓策動(dòng)點(diǎn)電導(dǎo)Gi電壓電流策動(dòng)點(diǎn)電阻Ri轉(zhuǎn)移函數(shù)電流電壓轉(zhuǎn)移電導(dǎo)GT電壓電流轉(zhuǎn)移電阻RT電流電流轉(zhuǎn)移電流比Hi電壓電壓轉(zhuǎn)移電壓比HuP92例1利用分壓關(guān)系求解網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。例2對(duì)于梯形網(wǎng)絡(luò)，假設(shè)輸出為1，依次求電流和

電壓值。3.2-3.3

疊加原理功率計(jì)算+–usR1R2iSi1i2

已知電路如圖，求i1

解：利用節(jié)點(diǎn)電壓法求解。設(shè)下面節(jié)點(diǎn)為0參考點(diǎn)，上面節(jié)點(diǎn)電壓為u1。列寫1點(diǎn)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(jì)算

疊加原理：對(duì)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(gè)電源（電壓源或電流源）分別作用時(shí)，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(dú)作用R1R2(c)i1''i2''+iSus單獨(dú)作用=+–usR1R2(b)i1'i2'

疊加原理由圖(c)，當(dāng)iS單獨(dú)作用時(shí)同理：i2=i2'+i2''由圖(b)，當(dāng)us

單獨(dú)作用時(shí)原電路+–usR1R2(a)iSi1i2iS單獨(dú)作用R1R2(c)i1''i2''+iSus單獨(dú)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(lái)計(jì)算，不能直接用多個(gè)電源單獨(dú)作用的功率進(jìn)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(yīng)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(shí)只將電源分別考慮，電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不變。令各電源分別作用，暫不作用的電壓源應(yīng)予以短路，即令us=0；暫不作用的電流源應(yīng)予以開路，即令is=0。3.解題時(shí)要標(biāo)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(jié)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(jì)算，不能用來(lái)求功率。5.運(yùn)用疊加定理時(shí)也可以把電源分組求解，每個(gè)分電路的電源個(gè)數(shù)可能不止一個(gè)。=+6.含受控源(線性)電路亦可用疊加，但疊加只適用于獨(dú)立源，受控源應(yīng)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(dú)作用，4A電流源開路4A6+–4u''u'=4V(2)4A電流源單獨(dú)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(yàn)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(dú)作用將IS

斷開(c)IS單獨(dú)作用

將Us

短接解：由圖(b)

(a)+–UsR3R2R1ISI2+–Ui+–UsR3R2R1I2'+–Ui'R3R2R1ISI2+–Ui

(b)

Us單獨(dú)作用(c)IS單獨(dú)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(dú)作用：(2)4A電流源單獨(dú)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(shí)，Uo=0VUS=10V、IS=0A時(shí)，Uo=1V求：US=0V、IS=10A時(shí)，Uo=?解：電路中有兩個(gè)電源作用，根據(jù)疊加原理可設(shè)

Uo=H1US+H2IS當(dāng)

US=10V、IS=0A時(shí)，當(dāng)

US=1V、IS=1A時(shí)，US線性無(wú)源網(wǎng)絡(luò)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(jìn)位數(shù)制

(N)R

Ra

進(jìn)制規(guī)則

(N)D

10

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

逢十進(jìn)一

(N)B

2

0,1

逢二進(jìn)一

(N)O

8

0,1,2,3,4,5,6,7

逢八進(jìn)一

(N)H

16

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

逢十六進(jìn)一3.4數(shù)模轉(zhuǎn)換器的基本原理二進(jìn)制：以二為基數(shù)的記數(shù)體制。表示數(shù)的兩個(gè)數(shù)碼：0、1遵循逢二進(jìn)一的規(guī)律。（1001）B==(9)D二、數(shù)模轉(zhuǎn)換器的功能將離散的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為連接變化的模擬量。其中，數(shù)字量用二進(jìn)制表示，模擬量用十進(jìn)制表示。二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)：用電路的兩個(gè)狀態(tài)---開關(guān)來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)，數(shù)碼的存儲(chǔ)和傳輸簡(jiǎn)單、可靠。二進(jìn)制的缺點(diǎn)：位數(shù)較多，使用不便；不合人們的習(xí)慣，輸入時(shí)將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制，運(yùn)算結(jié)果輸出時(shí)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。三、構(gòu)成D/A轉(zhuǎn)換器的基本思想

通過電路開關(guān)來(lái)表示一位二進(jìn)制碼的數(shù)值是1還是0，n個(gè)電路開關(guān)代表n位二進(jìn)制的輸入量。將輸入的每一位二進(jìn)制代碼按其權(quán)的大小轉(zhuǎn)換成相應(yīng)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(shí)現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。數(shù)模轉(zhuǎn)換器解碼網(wǎng)絡(luò)3