模拟电路分析基础知识总结笔记(电子电路分析与设计前置知识)

news2025/1/19 3:43:20

必备条件

  1. 电子电路的直流分析
  2. 电子电路的正弦稳态分析
  3. RC电路的瞬态分析
  4. 戴维南定理和诺顿定理
  5. 拉普拉斯变换(看不懂,根本看不懂)

电子电路的直流分析

欧姆定律

​ 在恒定温度下,电压与电流成正比,电压与电阻成正比,而电流与电阻成反比。电压是指任意两点的电势差。电流是单位时间内电荷通过某一截面的量,电流有流向,正电荷方向与电流参考方向一致。

电源

分直流、交流。工作状态有工作/断开。电流源电压源。

基尔霍夫定律

  • KCL

    流入节点电路等于流出之和。

  • KVL

    某一瞬间沿着一个环路,电压代数和为0。

分析方法

等效变换

电阻串联并联,替换成等效电阻

支路电流法

将支路电流看做独立来源。对各个回路列KVL+KCL方程,求出支路电流。
在这里插入图片描述

叠加定理

电源分开考虑,电阻等效,各自算出电流。与电流参考方向相反为负。

在这里插入图片描述
功率不可叠加,功率公式P=I2*R

戴维南定理

​ 又称戴维宁定理。戴维南定理指出,任何一个线性含源二端网络都可以等效为一个电压源与电阻串联的形式。其中,电压源的电压等于该二端网络的开路电压,电阻等于将网络内所有独立源置零后所得无源二端网络的等效电阻。

​ 简单来说,戴维南定理告诉我们,可以把局部复杂电路等效成一个电压源和一个电阻串联起来的样子。那个电压源的电压呢,就等于局部电路两端开路的时候的电压。而电阻呢,是把局部电路里所有的独立电源都关掉后,剩下的那个无源网络的等效电阻。

诺顿定理

​ 诺顿定理则表明,任何一个线性含源二端网络也可等效为一个电流源与电阻并联的形式。电流源的电流等于该二端网络的短路电流,电阻同样为将网络内所有独立源置零后所得无源二端网络的等效电阻。

​ 简单来说,可以把局部复杂电路等效成一个电流源和一个电阻并联。电流源的电流等于局部电路两端短路时的电流。电阻还是把局部电路里独立电源关掉后的无源网络等效电阻。

节点电压法

​ 结点电压法就是以结点电压为未知量来求解电路。我们先选定一个参考结点,通常把它的电位设为零。然后对于其他结点,根据流入结点的电流总和等于流出结点的电流总和这一原则来列方程。

​ 支路电流可以用结点电压和支路电阻来表示。通过这样的方式,我们可以列出以结点电压为未知数的方程,解这些方程就能得到各个结点的电压值。有了结点电压,就可以进一步求出电路中的电流等其他参数。
此部分系https://blog.csdn.net/Punchline_c/article/details/137374858的摘要。

一阶电路的瞬态分析

​ RC电路是指由电阻R和电容C组成的电路,RL的L是指电感。一阶电路(First-order circuit)是指由一个电感(L)或一个电容(C)和一个电阻(R)组成的电路。

电容电流: I = C d v d t I=C\dfrac{dv}{dt} I=Cdtdv

电感电压: V = L d i d t V=L\dfrac{di}{dt} V=Ldtdi

电容充能后表现为断路,电路处于稳态。

电感处于稳态时,表现为导线。

自然响应

产生电路变化后不再存在外部电源。

RL电路

无源RL电路由电感供电。

R i L + L d i L d t = 0 R_{i_L}+L\dfrac{di_L}{dt}=0 RiL+LdtdiL=0

由一阶线性微分方程可知:

t = 0时, I L ( 0 ) = I 0 I_L(0)=I_0 IL(0)=I0,可得 I L ( t ) = I 0 ∗ e − R t L = I 0 ∗ e − t τ I_L(t)=I_0*e^\frac{-Rt}{L}=I_0*e^\frac{-t}{\tau} IL(t)=I0eLRt=I0eτt

其中 τ = L R \tau=\dfrac{L}{R} τ=RL,R是电路的总电阻。

电感提供的电流会降到初始电流的3.6788%,一般在经过 5 τ 5\tau 5τ 后,电感能量视为释放完毕。

P R = I 0 2 R e − 2 R t / L P_R=I_0^2Re^{-2Rt/L} PR=I02Re2Rt/L

趋于无穷时 P R = 1 2 L I 0 P_R=\dfrac{1}{2}LI_0 PR=21LI0

RC电路

一开始有一个电压源供电,开关断开瞬间,电容开始供电。由KCL可得:

I R = − I C I_R=-I_C IR=IC

V C R = − C d v d t \dfrac{V_C}{R}=-C\dfrac{dv}{dt} RVC=Cdtdv

由一阶线性齐次微分方程可知

V c ( t ) = V 0 e − t / R C = V 0 e − t / τ V_c(t)=V_0e^{-t/RC}=V_0e^{-t/\tau} Vc(t)=V0et/RC=V0et/τ

其中 τ = R C \tau=RC τ=RC

经过 5 τ 5\tau 5τ,电容放电完毕。

总结

电容器电压和电感电流都不会瞬间变化。

随时间变化的通用公式如下:

x ( t ) = x 0 e − t / τ x(t)=x_0e^{-t/\tau} x(t)=x0et/τ

加入电源的瞬态分析

相关关键词是阶跃响应,不会算,直接记住结论嘿嘿。

x ( t ) = X f + [ x ( 0 ) − X f ] e − t / τ x(t)=X_f+[x(0)−X_f]e^{−t/\tau} x(t)=Xf+[x(0)Xf]et/τ

RCRL
x ( t ) x(t) x(t) V c ( t ) V_c(t) Vc(t) i L ( t ) i_L(t) iL(t)
x ( 0 ) x(0) x(0)初始电压初始电流
X f X_f Xf V s V_s Vs I s I_s Is
τ \tau τRC L R \dfrac{L}{R} RL

X f X_f Xf可以理解为最终值。
原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_44123999/article/details/102331050

分解完整响应

  • 分解为自然响应和强制响应
  • 分解为瞬态响应和稳态响应

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2149298.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

Java-数据结构-优先级队列(堆)-(二) (゚▽゚*)

文本目录: ❄️一、PriorityQueue的常用接口: ➷ 1、PriorityQueue的特性: ➷ 2、使用PriorityQueue的注意: ➷ 3、PriorityQueue的构造: ☞ 1、无参数的构造方法: ☞ 2、有参数的构造方法: …

DCMM介绍

目录 一、介绍 二、核心摘要 三、体系大纲 四、能力评估 1、过程与活动 2、等级判定依据 3、访谈对象 一、介绍 通过阅读本书,您将洞悉国际数据框架体系,并掌握国家对于数据管理能力的权威评估标准与等级划分。本书详尽阐述了数据管理领域的八大核心能力域,以及这八大…

Flask、Werkzeug 和 WSGI 间的关系

一.Flask、Werkzeug和 WSGI 关系 1.WSGI Web 架构 Flask 是一个基于 Werkzeug 和 Jinja2 模板引擎的轻量级 Web 框架。Werkzeug 是 Flask 的底层 WSGI 工具包,它提供了 WSGI 服务器、请求和响应对象、路由等基础功能,Flask 在此基础上构建了更高级的 W…

HelpLook VS GitBook,在线文档管理工具对比

在线文档管理工具在当今时代非常重要。随着数字化时代的到来,人们越来越依赖于电子文档来存储、共享和管理信息。无论是与团队合作还是与客户分享,人们都可以轻松地共享文档链接或通过设置权限来控制访问。在线文档管理工具的出现大大提高了工作效率和协…

性能调优

性能调优 应用程序在运行过程中经常会出现性能问题,比较常见的性能问题现象是: 通过top命令查看CPU占用率高,接近100甚至多核CPU下超过100都是有可能的。请求单个服务处理时间特别长,多服务使用skywalking等监控系统来判断是哪一…

电子束光刻过程中的场拼接精度

以下内容如有错误,请不吝指教,感谢! 1、EBL为什么会出现场拼接误差,如何解决? ChatGPT 说: 在电子束光刻(EBL)过程中,SOI(硅绝缘体)芯片上出现*…

计算机毕业论文题目:设计与实现一个校园通知信息系统

设计与实现一个校园通知信息系统是一个涉及多个方面的复杂项目,它旨在提高信息传递的效率和准确性,确保学生、教师以及学校管理人员能够及时获取到重要的通知信息。以下是关于如何设计并实现这样一个系统的详细说明: 1. 需求分析 用户…

【高中数学/不等式/数学归纳法/等比数列】证明伯努利不等式(1+h)^n>1+nh的三种方式

【伯努利不等式】 (1h)^n>1nh (h>0,n为大于1的自然数) 【数学归纳法证法】 证明: n2时,(1h)^212hh^2>12h 不等式成立 n3时,(1h)^313h3h^2h^3>13h 不等式成立 假设nk时,有(1h)^k>…

机房三大网络拓扑图,太实用了

号主:老杨丨11年资深网络工程师,更多网工提升干货,请关注公众号:网络工程师俱乐部 下午好,我的网工朋友。 通常来说,机房的三大网络拓扑图指的是星型拓扑、总线型拓扑和环形拓扑。 在实际的机房网络设计中…

vue项目加载cdn失败解决方法

注释index.html文件中 找到vue.config.js文件注释、

MySQL_图形管理工具简介、下载及安装(超详细)

课 程 推 荐我 的 个 人 主 页:👉👉 失心疯的个人主页 👈👈入 门 教 程 推 荐 :👉👉 Python零基础入门教程合集 👈👈虚 拟 环 境 搭 建 :&#x1…

【VUE3.0】动手做一套像素风的前端UI组件库---先导篇

系列文章目录 【VUE3.0】动手做一套像素风的前端UI组件库—Button 目录 系列文章目录引言准备素材字体鼠标手势图 创建vue3项目构建项目1. 根据命令行提示选择如下:2. 进入项目根目录下载依赖并启动。3. 设置项目src路径别名,方便后期应用路径。4. 将素…

Debian 12上安装google chrome

当前系统:Debian 12.7 昨天在Debian 12.7上安装Google Chrome时,可能由于网络原因,导入公钥始终失败。 导致无法正常使用命令#apt install google-chrome-stable来安装google chrome; 解决办法: Step1.下载当前google chrome稳…

C++性能优化-代码角度

减少跳转/分支语句和函数调用 原因 分支语句:当 CPU 执行到分支语句时,将会进行分支预测(对大部分PC)。如果分支预测错误,就会清空已经预取和执行的部分指令,重新从正确的分支开始取指和执行,…

某东-h5st参数逆向分析

目标:商品搜索翻页接口 直接搜索h5st就可以搜到,所有可疑位置都打上断点,然后翻页,最终断点位置: window.PSign.sign(colorParamSign)是异步代码,colorParamSign是传入的参数,执行后把包含h5st…

基于YOLOv5的教室人数检测统计系统

基于YOLOv5的教室人数检测统计系统可以有效地用于监控教室内的学生数量,适用于多种应用场景,比如 自动考勤、安全监控或空间利用分析 以下是如何构建这样一个系统的概述,包括环境准备、数据集创建、模型训练以及如何处理不同类型的媒体输入…

【机器学习】--- 序列建模与变分自编码器(VAE)

在机器学习领域,序列建模与变分自编码器(Variational Autoencoder, VAE) 是两个至关重要的技术,它们在处理时间依赖性数据与复杂数据生成任务中都发挥着关键作用。序列建模通常用于自然语言处理、语音识别等需要保持顺序关系的任务…

【老板必看!】电脑怎么看使用软件时间记录?一文读懂5种超实用的方法!

在企业管理中,电脑虽不善言语、不会说话,但会留下无数线索,就像一场未解之谜,等待着各位福尔摩斯得到来,去揭开它的秘密面纱。 你是否曾好奇过,当你不在的时候,员工都在用电脑都在忙些什么&…

基于python+django+vue的影视推荐系统

作者:计算机学姐 开发技术:SpringBoot、SSM、Vue、MySQL、JSP、ElementUI、Python、小程序等,“文末源码”。 专栏推荐:前后端分离项目源码、SpringBoot项目源码、SSM项目源码 系统展示 【2025最新】基于pythondjangovueMySQL的影…

大表数据如何在OceanBase中进行表分区管理的实践

背景 将Zabbix的数据库迁移至OceanBase后,以其中的几个大表作为案例,本文将分享如何利用ODC(OceanBase 开发者工具),来进行自动管理OB数据库中的表分区的方案。 因为原始表里已经有大量的数据,如果贸然对…