電路分析（第4版）-習(xí)題及答案 【ch12】非線性電路基礎(chǔ)

第十二章非線性電路基礎(chǔ)基本練習(xí)題12.1-1A12.1-2B12.1-3C12.2-1圖題12.2-1所示電路中，Us=4V。小信號(hào)電壓源已知非線性電阻的伏安特性為試用小信號(hào)分析法求非線性電阻的電壓和電流。答案：12.3-1如圖題12.3-1所示電路中，求理想二極管上的伏安關(guān)系。答案：綜合練習(xí)題12-1試說(shuō)明一個(gè)由線性電阻、獨(dú)立電源和理想二極管組成的一端口，如圖題12-1(a)所示，它的伏安特性具有如圖題12-1()所示特性。答案：12-2圖題12-2(a)所示電路，其非線性電阻伏安特性以及其分段線性化折線逼近情況如圖題12-2(b)所示。求回路電流i。答案：i=2.315A。12-3題圖12-3中，直流電壓源小信號(hào)電流源非線性電阻的伏安特性為試用小信號(hào)分析法求圖中的電壓u和電流i。答案：12-4是否會(huì)出現(xiàn)采用小信號(hào)分析法求得的結(jié)果，與采用折線法求得的結(jié)果一樣的情況?試舉例說(shuō)明。答案：在理論上，采用小信號(hào)分析法和采用折線法得到的結(jié)果不會(huì)完全相同，因?yàn)檫@兩種方法涉及到不同的近似和假設(shè)。小信號(hào)分析法是在頻域使用線性化模型進(jìn)行分析，而折線法是在時(shí)域通過(guò)連接折線來(lái)近似描述非線性系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。然而，在某些特定條件下，它們可能會(huì)得到相似或近似的結(jié)果。舉一個(gè)例子，考慮一個(gè)簡(jiǎn)單的電容充放電電路。電路由一個(gè)電容C和一個(gè)電阻R組成，初始電壓為V0，然后施加一個(gè)短脈沖信號(hào)Vin。小信號(hào)分析法：我們可以將電容充電電路表示為傳遞函數(shù)，即輸出電壓Vout與輸入信號(hào)Vin的復(fù)頻率響應(yīng)關(guān)系。采用小信號(hào)分析法，我們可以線性化這個(gè)電路，在頻域得到傳遞函數(shù)H(s)=Vout(s)/Vin(s)。折線法：采用折線法，我們可以根據(jù)電容充電的基本原理，在時(shí)域畫出電容電壓隨時(shí)間的變化曲線。在短脈沖信號(hào)作用下，電容的電壓會(huì)從V0逐漸上升，呈現(xiàn)出一條折線。如果重復(fù)這個(gè)過(guò)程，我們可以繪制出Vout與Vin的時(shí)域關(guān)系。在這個(gè)例子中，當(dāng)短脈沖信號(hào)幅值很小且持續(xù)時(shí)間很短時(shí)，小信號(hào)分析法和折線法可能會(huì)得到相似的結(jié)果。因?yàn)樵谶@種情況下，電容的充放電過(guò)程可以近似看作線性過(guò)程，折線法的結(jié)果可能與線性化的傳遞函數(shù)在低頻段上相似。然而，如果信號(hào)幅值較大或持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，電容充放電過(guò)程可能會(huì)呈現(xiàn)非線性行為，此時(shí)兩種方法得到的結(jié)果將有較大差異。綜上所述，小信號(hào)分析法和折線法在特定條件下可能會(huì)得到相似的結(jié)果，但它們是不同的