1、第一章:电路基础知识 p电子信号及频谱(signals and spectrum)p理想电路元件(circuit elements)p电压源与电流源(voltage and current sources)p线性网络定律(linear network theorem)p双口网络(two-port networks)pRC电路分析(RC circuits)1.1 电子信号及频谱1.1-1 电子信号1.模拟信号和数字信号(analog and digital signals)tt模拟信号:幅值连续数字信号:幅值离散 时间连续 时间离散UU2.正弦信号(sinusoidal signals))sin
2、()2sin(tAftAUAUAUrmspp212UtAf21f1Peak-to-peak:Root-mean-square:Period:T=f11.1 电子信号及频谱3.其它信号(other signals)t三角波(三角波(triangle)t锯齿波(锯齿波(sawtooth wave)t方波(方波(square waves)UUUt阶跃信号(阶跃信号(step signal)U1.1 电子信号及频谱3.其它信号(other signals)脉冲(pulses)Positive-goingNegative-going rise time:fall time:Duty cycle:/Tpu
3、lse width:Tt10%50%90%rtftTrtft1.1 电子信号及频谱 1.1-2 频谱1.周期信号(periodic signals)任何周期函数,满足狄里赫利条件,可以展开为傅里叶级数:10)cos()(nnntnAAtf函数由下列分量部分组成:(1)直流分量:(2)基波分量:(3)谐波分量:n=2,3,4.各项函数包含的各种分量成分成为 的频谱,全体 称为振幅谱,全体 称为相位谱。)(tfnAn0A)cos(11tA1.1 电子信号及频谱例:周期对称方波之频谱f(t)tUmT-T傅里叶级数:.)5cos(51)3cos(31)cos(2)(tttUtfmw357振幅谱|An|
4、w357n相位谱1.1 电子信号及频谱2.非周期信号(non-periodic signals)dtetfFtj)()(傅里叶逆变换:deFtftj)(21)(1.1 电子信号及频谱傅里叶正变换:非周期信号的频谱为连续频谱,可采用傅里叶变换得到。频谱表示方法使用频谱密度(单位频带的频谱值)函数:F(w)例:矩形脉冲信号的频谱:Um)(tft22wF(w)mU24)2()2()(tutuUtfm)2(2)2sin()(SaUUFmm1.1 电子信号及频谱 电路元件:电阻器、电容器、电感器等电路元件:电阻器、电容器、电感器等 电路器件:二极管、三极管、集成运算放大器等电路器件:二极管、三极管、集成
5、运算放大器等p 电阻器(电阻器(resistorsresistors)I IU UR欧姆定律(ohms law):R=U/I功率消耗:P=UI.321RRRRSeries:Parallel:.1111321RRRRResistances:0.01 ohm 1012 ohmsPower ratings:1/8 watt 250 wattAccuracies:0.005%20%1.2 理想电路元件p 电容器(capacitors)通高频、阻低频I IU UC表达式:.321CCCCSeries:Parallel:.1111321CCCCCapacitances:0.5 pF(picofarads)
6、10 F(farads)dtdUCI 1.2 理想电路元件p 电感器(inductors)通低频、阻高频I IU UL表达式:.321LLLLSeries:Parallel:.1111321LLLLInductance is measured in henrys(or mH,uH,etc.)dtdILU 1.2 理想电路元件1.3-1 电压源 理想电压源的两端电压 U(t)与流过它的电流无关 源电压为0的理想电压源等效于理想的短路线 实际电压源等效于理想电压源与内阻Rs串联 内阻Rs越小,电压源质量越高 U(t)=Us-I(t)RsUsU(t)Us=0UsU(t)RsI(t)理想电压源 Us=
7、0的理想电压源 实际电压源1.3 电压源与电流源1.3-2 电流源 理想电流源的电流I(t)与其两端电压无关 源电流为0的理想电流源等效于开路端子 实际电流源等效于理想电流源与内阻Rs并联 内阻Rs越大,电流源质量越高 I(t)=Is-U(t)/RsIsV(t)Is=0理想电流源 Is=0的理想电流源实际电流源IsU(t)RsI(t)I(t)1.3 电压源与电流源1.3-3 受控源(controlled sources)受控源 非独立源 A:电压增益Ai:电流增益 g:跨电导 r:跨电阻 四种理想放大器模型电压控制电压源 电压控制电流源AUiUigUiUirIiIiAiIiIi电流控制电压源
8、电流控制电流源1.3 电压源与电流源1.4-1 基尔霍夫定律(Kirchhoffs laws)网络:电路的泛称,线性元件组成线性网络 端口、节点(n)支路(b)、回路(loop)基尔霍夫电流定律(KCL)任一时刻,任一节点各支路流出(或流入)的瞬时电流总和为 0 基尔霍夫电压定律(KVL)任一时刻,沿任一回路的绕向计算,回路上各支路电压之和为 0b1b2b5b6b4b3n3n1n4n2loopNkbkI10NkbkU101.4 线性网络定律 例:求电路中回路电流 I1 loop1:Z1I1+Z2(I1-I2)-E1=0 loop2:Z2(I2-I1)+rI1+Z3I2+E2=0 (Z2+Z3)E1+Z2 E2 I1=(Z1+Z2)(Z2+Z3)+Z2(r-Z2)Z3Z2E1Z1I1loop1E2rI1loop21.4 线性网络定律作业题:P27:1-5第1章:电路基础知识