X006-习题课解答-清华大学-电子电路与系统基础

电子电路与系统基础习题课第六讲1、第四周作业讲解2、戴维南定理简化方程列写3、简单电路的参量描述4、二端口线性网络噪声分析李国林清华大学电子工程系习题课第六讲大纲•第四周作业讲解•戴维南定理简化方程列写例•简单二端口网络的网络参量简单列写方法•二端口网络噪声分析清华大学电子工程系2013年春季李国林电子电路与系统基础2作业1：T型电阻衰减网络•用支路电压电流法、支路电流法、回路电流法、结点电压法列写上述电路的电路方程–选取其中的一种方法，矩阵求逆求解，获得负载电压与源电压之间的比值关系，说明衰减系数为多大李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季3tvsSR50LR501R263R262R35电路结构分析李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季4tvsSR50LR501R263R262R35b=55条支路n=44个结点支路电压电流法李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季5tvsSR50LR501R263R262R35b=5个支路元件约束方程ssvRiv000111Riv0222Riv0333Riv0444Rivn-1=3个KCL方程010ii0321iii043iib-n+1=2个KVL方程0210vvv0432vvv支路电压电流法矩阵方程李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季6tvsSR50LR501R263R262R3500000000000000111-000000000111-1-10000000001-1-10000000001-1-00000-500000100000-260000100000-350000100000-26000010000050000014321043210sviiiiivvvvvMatlab辅助计算李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季7sviiiiivvvvv0032.00032.00068.00100.00100.01577.00820.02397.02601.04998.04321043210结果分析李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季8sviiiiivvvvv0032.00032.00068.00100.00100.01577.00820.02397.02601.04998.04321043210sLvvv1577.04dBVVRRRVRVPPLrmsLrmsSSLLrmsLSrmsSLS1005.101577.01414422,,2,2,max,10dB的衰减器：负载电阻只获得了信源额定功率的10%tvsSR50LR501R263R262R35支路电流法李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季9tvsSR50LR501R263R262R35n-1=3个KCL方程010ii0321iii043iib-n+1=2个KVL方程ssvRiRiRi221100443322RiRiRi0000506235-0000536250-1-10000-1-110000-11-43210sviiiiiSviiiii0032.00032.00068.00100.00100.043210Matlab辅助计算李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季10tvsSR50LR501R263R262R35SLLvRiv1577.04Sviiiii0032.00032.00068.00100.00100.043210SLvvL2log20？？？回路电流法李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季11tvsSR50LR501R263R262R351li2li0214322221sllSviiRRRRRRRR0502635353535265021sllvii0111353511121sllviisssllvvvii0032.00100.000100.00032.00032.00100.001113535111121SLlLvRiv1577.02结点电压法李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季12tvsSR50LR501R263R262R350000321333321111SSLSvGvvvGGGGGGGGGGG002046.5846.38046.3849.10546.38046.3846.58321SvvvvSSSvvvvvv1577.02397.04998.00020025.00120.00079.00120.00182.00120.00079.00120.00250.0002046.5846.38046.3849.10546.38046.3846.581321SLvvv1577.03简单串并联等效电路法李国林电子电路与系统基础135026263550502635765026245050svi01.0Svv24.02SSLvvi0032.07624.0SLvv16.0作业2：同相电压放大器李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季14tvsLv1R2RLR运算放大器参量：输入电阻无穷大输出电阻为0电压增益极大invinioutioutvinvinioutioutvinvvA0•用任意方法列写电路方程，求解，分析电路功能–先假设运放存在有限增益，再延拓到无限大增益情况任意方法：越简单越好李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季15tvsLv1R2RLRtvsLv1R2RLRinvinvvA0iinv12RviRvvvAnnsnv12111RRAvvvsnsAsvsnvLvRRvRRRRAvvAvv121212111111同相电压放大器放大倍数由外部器件决定设计运放时，应尽量使得其电压放大倍数足够高作业3•当开关置于位置1时，毫安表读数为40mA，当开关置于位置2时，毫安表读数为-60mA，问：当开关置于位置3时，毫安表读数是多少？–毫安表可视为短路线，毫安表检测该短路线电流并显示出来电子电路与系统基础李国林SImA1231SU2SU1R2R3R4R5RVUS101VUS152•分析：•1、这是线性电路•2、有多个源•叠加定理可以采用16清华大学电子工程系2013年春季假设仅IS作用时，毫安表读数为I(IS,0,0)假设仅US1作用时，毫安表读数为I(0,US1,0)假设仅US2作用时，毫安表读数为I(0,0,US2)SImA1231SU2SU1R2R3R4R5RVUS101VUS152开关位于位置1时，仅IS起作用，毫安表读数为40mAmAIIS400,0,开关位于位置2时，IS和US1同时起作用，毫安表读数为-60mAmAUIIISS600,,00,0,1mAUIS1000,,01US1和US2位于同一位置，地位相同，满足齐次性mAUIUUUISSSS1500,,0,0,01122开关位于位置3时，IS和US2同时起作用，毫安表读数为mAUIIISS11015040,0,00,0,217习题课第六讲大纲•第四周作业讲解•戴维南定理简化方程列写例–单个非线性元件–两个动态元件•简单二端口网络的网络参量简单列写方法•二端口网络噪声分析清华大学电子工程系2013年春季李国林电子电路与系统基础183.6戴维南定理应用举例例1简化非线性电路方程列写李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2013年春季19tvs1tvs21sR2sRLRLvD10TDvvSDeIi已知二极管的元件约束方程为请列写出如图所示含有一个非线性单端口电阻（二极管）的电路方程，并求解非线性器件方法一、支路电压电流法20tvs1tvs21sR2sRLRLvDAB1234tvRtitvss1111tvRtitvss222201303TvtvSeIti044LRtitvb=4,n=3b个支路元件约束方程0321tititi043titi021tvtv0432tvtvtvn-1个独立结点KCL方程b-n+1个独立回路KVL方程有一个非线性方程，整个方程组则属非线性方程组，求解麻烦求解tvtvL4清华大学电子工程系2013年春季方法二、结点电压法李国林电子电路与系统基础21tvs1tvs21sR2sRLRLvDAB1234b=4,n=3n-1个独立结点KCL方程KVL和元件约束内蕴其中2211021111ssssvvvSssARvRveIRRvTBA流出电流=流入电流0110TBAvvvSLBeIRv清华大学电子工程系2013年春季求解tvtvBL两个方程中都有非线性方法三、修正结点电压法李国林电子电路与系统基础22tvs1tvs21sR2sRLRLvDAB1234b=4,n=3n-1个独立结点KCL方程KVL和元件约束内蕴其中除了n-1个独立结点外另加非线性支路电流为未知量则需另加一个非线性支路约束方程22112111ssssDssARvRviRRv流出电流=流入电流01DLBiRv求解tvtvBL010TBAVvvSDeIi确保非线性方程个数和非线性器件对应二极管元件约束方法四、戴维南等效电路法李国林电子电路与系统基础23tvs1tvs21sR2sRLRLvDtvs1tvs21sR2sRLR212211||ssssssRRRtvRtv21||ssRRLR212211||ssssssRRRtvRtvLssRRR21||