合肥工业大学电路分析
合肥工业大学2018年硕士研究生初试专业课笔试试题
合肥工业大学2018年硕士研究生初试专业课笔试试题考试科目名称：电路适用专业：电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动、电工理论与新技术、电气工程（专业学位）。
（考生请注意：答案请写在报考点统一发放的答题纸上，写在试卷上的一律无效） 一、判断（2x10=20分）你认为正确的，请在答题纸上作出如下表格，并在对应的题号下面画“√”，若认为说法不正确则在相应题号下画“×”。
1.1 基尔霍夫定律的适用范围是集总电路。
1.2 多个独立电压源共同作用于一个线性电路时，某一个电阻元件所消耗的功率，可以等于各个独立电压源单独作用该电阻所消耗的功率代数和。
多个独立电流源共同作用于一个线性电路，某一电阻元件所消耗的功率，则不等于各个独立电流源单独作用时该电阻所消耗的功率代数和。
1.3 理想运算放大器的同相输入端和反相输入端之间电压为零，同相输入端和反相输入端流入放大器内部的电流也为零，电路分析中称之为“虚短”和“虚断”。
1.4 换路定则在任何情况下都适用。
1.5 含有互感器的两个线圈串联，其等效电感总大于两个线圈不含互感串联的等效电感。
1.6 若电阻元件伏安特性曲线对称于坐标原点，则电阻元件具有单向性。
接入电路需考虑元件的方向性。
1.7 某非线性元件的电压和电流采用关联参考方向，其伏安特性位于u i -平面的第一象限。
其静态电阻和动态电阻都是正值。
1.8 正弦交流的频率越高，则电容元件在电路中的阻抗就越大。
1.9 压控型非线性电阻的伏安特性为保证其为单值函数，应写成()i g u =。
1.10用两表法测量三相电路的总功率时，也适用于不对称的三线制三相电路。
二、基本计算（每题9分，共99分）2.1电路和参数如图1所示，试求电流源和受控源的吸收功率。
2.2 试用戴维宁定理求图2所示电路中的电流i 。
2.3 图3所示电路中，电阻R 可调节，试求R 为何值时可获得最大功率，并求此最大功率。
合肥工业大学电子信息工程专业2019版人才培养方案
合肥工业大学电子信息工程专业2019版人才培养方案（080701）一、培养目标和毕业要求培养目标（Learning Goal，LG）：本专业面向消费电子、通信传输、雷达与电子对抗、安防监控、智能制造等领域，培养“工程基础厚、工作作风实、创业能力强”，德、智、体、美、劳全面发展，胜任电子信息产品及系统的设计、开发和生产管理等工作，具有社会责任感、创新精神和国际视野，德才兼备、能力卓越、自觉服务国家的电子信息工程领军和骨干人才。
学生毕业五年后应达到如下职业能力目标：LG1.能综合运用电子信息相关理论和技术，对电子信息领域复杂工程项目进行优化设计和创新开发，胜任电子信息产品和系统的方案设计工程师、硬件设计工程师、软件设计工程师、算法工程师或者项目经理等岗位工作，工作经验丰富。
LG2.具有社会责任感，积极服务国家与社会，坚守职业规范，坚持公众利益优先。
LG3.具有良好的人文素养和团队协作精神，善于沟通、交流、合作，能在团队中担任骨干或领导。
LG4.具有国际化视野、创新能力和终身学习能力，能积极学习、主动适应不断发展变化的国内外形势和环境。
毕业要求（Graduation Requirement，GR）：GR1. 工程知识：能将数学、物理、工程基础和专业知识用于解决电子信息领域的复杂工程问题。
GR2. 问题分析：能应用数学、物理和电子信息科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析电子信息领域的复杂工程问题，以获得有效结论。
GR3. 设计/开发解决方案：能够设计针对电子信息领域复杂工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、电路、软件或算法，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。
GR4. 研究：能够基于电子信息科学原理并采用科学方法对电子信息领域复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。
GR5．使用现代工具：能够针对电子信息领域复杂工程问题，开发或者选择、使用恰当的仿真软件、软硬件开发工具和软硬件技术资源，包括对电子信息领域复杂工程问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。
合肥工业大学计算机与信息学院
计算机
胡社教
罗盛
史冬冬
2
30
自动控制原理C
0532152B
院定必修课
40
计算机
杨兴明
饶文平
范磊
2
31
单片机原理及应用A
0532212B
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40
计算机
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蒋薇薇
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32
电子测量技术
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计算机
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汪润
潘子阳
2
33
密码学概论
0554052B
院定必修课
48
合肥工业大学
研究生“助教”岗位设置汇总表
培养单位：_计算机与信息学院__（盖章）填表日期：2014年10月23日
序号
课程
名称
课程
代码
课程
性质
总学时
开课
院系
教师
姓名
助教
人数
1
高等数学A（1）
1400011B
校定必修课
80
数学
任洪梅
刘远东
华磊
陶强强
王震
颜合
芮正玉
沈宏伟
孙重远
卞海曼
赵录建
胡晓华
李艳秋
13
2
计算机
胡东辉
张晓天
1
102
填表人：__ _罗珣审核人：__ _
党委学生工作部制
17
通信电子线路B
0510072B
院定必修课
64
计算机
刘正琼
徐弘扬
杨成赫
2
18
信息论基础
0510112B
第十二讲 斩波电路
O i
t i1 I1 0 I2 0 to f f T b) i2 I1 0 t
O io i1 I2 0 O to n T t1 t x t2 to f f c) i2
t
O
to n
t
图3-3 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形 a） 电路图 b） 电流连续时 c） 电流断续时
11.1.2 升压斩波电路
1.升压斩波电路的基本原理
工作原理 假设L值很大，C值也很大 V通时，E向L充电，充电电流恒为I1， 同时C的电压向负载供电，因C值很 大，输出电压uo 为恒值，记为Uo 。 设V通的时间为ton ，此阶段L上积蓄 的能量为 EI1ton V断时，E和L共同向C充电并向负载 R供电。设V断的时间为toff，则此期 间电感L释放能量为 Uo - E I1toff 稳态时，一个周期T中L积蓄能量与 释放能量相等
11.1.2 升压斩波电路
电路分析
V 处 于 通 态 时 ， 设 电 动 机 电 枢 电 流 为 i1 ， 得 下 式
式中R为电机电枢回路电阻与线路电阻之和。
d i1 L Ri1 E M dt
t 1 - e
（3-27）
设i1的初值为I10，解上式得
i1 I10 e
（3-33）
I 20
T on - t EM e -e - T R 1- e
E e -a - e - m R 1 - e-
E R
（3-34）
11.1.2 升压斩波电路
与降压斩波电路一样，把上面两式用泰勒级数线性近似，得
a - m E I
R
（3-11）
合肥工业大学--电力电子技术--精品课程
图4-6 电阻负载单相交流调压电路 基波和谐波电流含量
0
60
120 180
触发延迟角α/( °)
合肥工业大学电气工程学院电力电子技术精品课程项目组
12.1.1 单相交流调压电路
阻感负载的情况
电流谐波次数和电阻负载时相同，也只含3、5、7…等次谐波 随着次数的增加，谐波含量减少 和电阻负载时相比，阻感负载时的谐波电流含量少一些
合肥工业大学电气工程学院电力电子技术精品课程项目组
12.1.1 单相交流调压电路
利用边界条件：ωt = α +θ时io =0,可求得θ：
sin( α + θ − ϕ ) = sin( α − ϕ ) e
180
0 9° 9° ϕ= ° ° 75 75 ° 60 ° ° 45 45 ° ° 30 ° 30 ° 15 15° 0
λ=
P Uo I o Uo = = = S U1 I o U1 1 π −α sin 2α + 2π π
(4-4)
合肥工业大学电气工程学院电力电子技术精品课程项目组
12.1.1 单相交流调压电路
• 的关系: 输出电压与α的关系
移相范围为0≤ α ≤π。 α =0时，输出电压为最 大， Uo=U1。随α的增大，Uo降低， α =π时， Uo =0。
(n=3,5,7,…)
bn =
基波和各次谐波有效值
Uon = 1 2
2 2 an + bn
(n=1,3,5,7,…)
(4-13)
•
负载电流基波和各次谐波有效值
I on = Uon / R
(4-14 )
直流斩波电路
NCP1402SN50T1 1N5817 +5
NCP1402SN50T1是ONSEMI公司生产的高效率、低功耗升压型DC/DC转换器， 其内置PFM（脉冲频率调制）振荡器、PFM控制器、PFM比较器、软起动电路、 电压基准及MOEFET开关管，还具有限流电路。其输入电压范围为0.8V～5.5V， 输出为固定的5V电压，输出额定电流为200mA。 内 部 MOSFET 开 关 管 导 通 时 ， 管 脚 LX 连 接 的 47uH 电 感 进 行 储 能 ； 内 部 MOSFET开关管关断时，电感释放能量，在管脚OUT产生高于输入电压的+5V， 通过电容滤波，得到稳定输出电压。外接肖特基二极管，使输出电压不会反回至 输入端。
1 2
U
ref
R = 1 .2 5 1 + R
1 2
合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组
DC-DC变换 DC-DC变换
3.通过三极管变换
合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组
直流斩波电路分析
直流斩波电路（DC Chopper） • 将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电 • 也称为直接直流--直流变换器（DC/DC Converter） • 一般是指直接将直流电变为另一直流电，不包括直流—交流—直流 • 习惯上，DC—DC变换器包括以上两种情况，且甚至更多地指后一种情况 • 直流斩波电路的种类 • 6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk 斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路 • 复合斩波电路——不同基本斩波电路组合 • 多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合
（3-1）
合肥工业大学
姚和平徐重建江继忠
高工（兼）
1.思想政治理论
2.英语二
3.数学二
4.高分子化学
《高分子化学》，潘祖仁主编（第四版），化学工业出版社，2009。
02.高分子合成与应用
03.高分子成型与设计
085204
材料工程
（材料科学与工程学院）
01.材料成形过程与技术
40
蒋建中(长江学者)、
郑治祥吴玉程陈翌庆蒋阳凤仪程继贵刘宁左如忠李合琴宣天鹏黄新民汤文明杜晓东祖方遒薛克敏李萍张博程和法苏勇陈文琳陈忠家教授
《英译汉教程》，连淑能编，高等教育出版社，2006年版。
考试大纲参考专业学位指导委员会下发通知。
085100
建筑学
01.公共建筑设计及理论
10
吴永发冯四清苏继会李早教授
陈刚苏剑鸣郑先友
饶永凌峰叶鹏
副教授
1.思想政治理论
2.英语一
3.建筑学基础
4.设计与表现（一）（6小时）
《公共建筑设计原理》，天津大学编；
周汉义陈九磅吕珺宫晨利李云许少凡王文芳朱继平许育东刘君武仲洪海石敏贾冲张学斌苏海林王连超徐道荣李先芬余瑾刘兰俊何顺荣王国平王建民徐光青副教授
陈雷罗派峰王成勇吴圣川马勇博士
1.思想政治理论
2.英语二
3.数学二
4.材料科学基础(一)、材料科学基础(二)或材料成形基本原理
三门任选一门
材料科学基础(一)参考书：《金属学与热处理》（第二版）第1-8章，崔忠圻、覃耀春著，机械工业出版社。
04.机电产品绿色设计与制造
05.流体传动与控制
06.制造过程监测、控制与管理
085203
仪器仪表工程
01.现代精度理论及其应用
一种具有高线性度MOS采样开关的采样保持电路
出了一种新颖的采样保持 电路。通过将采样保持 电
项 目来源 ： 教 育部 高等学校博士学科点专项科研基金项 目（ ２ ０ １ ２ ０ １ １ １ １ ２ ０ ０ ０ ８ ） ； 国家重 点实验室 开放课题基金项 目（ １ ｌ Ｋ Ｆ Ｏ ０ １ ） ； 合 肥工业大学博士专项基金项 目（ ２ ０ １ １ Ｈ Ｇ Ｂ Ｚ ０ ９ ５ ３ ）
降， 传统的 Ｍ Ｏ Ｓ 采样开关的线性度不断降低 ， 限制 了采样保持电路 的性能的提高 ， 使之无法满足高速、 高精度 Ａ Ｄ Ｃ对 采样 信号 的精 度及 非线 性 的要求 。
ＭＯ Ｓ采样 开 关 的 非 线 性 主要 是 由 开 关 导 通 电
两个 问题 ， 一 是 采用额 外 的运放 ， 极 大的提 高 了开 关 的功耗 ， 二 是该 种结构 的工 作信 号范 围有 限 。 本 文基 于文 献 ［ ４］ 中 的采 样 开 关 电路 结 构 ， 提
０ ． １ ３ ｍ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ＣＭＯＳ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ／ ｈ ｏ ｌ ｄ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ａ ｔ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｎ ｇ
ＷＵ Ｃ ｈ ｕ ｂ ｉ ｎ ， Ｚ Ｈ Ａ ＮＧ Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ， Ｙ Ｕ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ｕ ， Ｘ Ｉ Ｅ Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｊ ｕ ｎ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ Ｐ ＾ ｉ ｃ ｓ ， Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆＴ ｏ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｈ ｅ ｆ ｅ ｉ ２ ３ ０ ０ ０ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
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11.1 二端口网络
端口条件： i1 i1 i2 i2
满足端口条件的为二端口网络，否则为四端网络。
教学提示
1、熟悉二端口网络的定义，并且能够计算线性无源二 端口网络的Z参数、Y参数、H参数、T参数；
2、一般了解转移函数；二端口网络的联接等知识；
3、了解运算放大器的等效电路及端口特性，掌握分析 具有理想运算放大器电阻电路
4、能够分析回转器或含有回转器元件的线性网络，了 解负阻抗变换器知识。
章节内容
22‘ 端短路时的
正向转移导纳；
N
U&1
y12
I1 U2
U1 0
11‘ 端短路时的
反向转移导纳；
求 y12和y22 的电路
y22
I2 U2
U1 0
11‘ 端短路时22’
端的策动点导纳
Y参数特点
1） 均有导纳的量纲。（故称之为Y参数） 2） y11和y22为策动点函数，
Homeworks! 11-1，11-2，11-3，11-4，11-6，11-7； 11-8，11-9，11-15，11-17，11-20。
教学要点
二端口网络的Z参数、Y参数、H参数、T参数； 二端口网络的转移函数；二端口网络的联接；
互易的二端口； 运算放大器的电路模型与分析； 回转器和负阻抗变换器。
I&1 2I&2
2
I& I&
由图中结点①可得 2I& I&2 I&，即 I& I&2 ，代入上式可得
UU&&12
I&1 I&2
2I&2
即:
Z
1 0
2
1
该例中z12 z21。一般当电路中含有受控源时，z12 z21
2. Y 参数
I& 1
——22'端开路时的输入阻抗
•
z21
U2
•
I1
•
I 2 0
——22'端开路时的转移阻抗
1
2
＋
＋
I&1 U&1
N
U&2
－
－
1'
2'
求z11和z21的电路
1
2
＋
＋
U&1
N
U&2 I&2
－
－
1' 求z12和z22 的电路 2'
•
z12
U1
•
I2
•
I 1 0
——11'端开路时的 反向转移阻抗
•
z22
1）、定义方法：采用一端口开路，外加电源； 2）、直接列写方程：找到[U]=[Z][I]中的系数即可。
例11-1 如图的二端口网络又称为T形电路，求其Z参数。
解 按定义可求得该网络的Z参数
R
jL
.
z11
U1
.
I1
.
I2 0
R
1
jC
.
z12
U1
.
I2
.
I1 0
1
jC
.
z21
U2
11.1.1 网络参数与方程
本节介绍其中常用的四种。先采用正弦稳态电路相量 法分析二端口网络。 其实变量采用运算法也可以！
二端口网络的四个端口变量：I1、I2及U1、U2 。
参考方向取为下图所示方向：
I1
1
2
I2
+
+
U 1
N
U 2
_
_
1'
2'
其中N 表示无 独立源的线性 二端口网络。
1 i1 +
i2 2 +
i1 1
i3 3
u1 _
N
u2 _
1' i1'
i2' 2'
(a) 二端口网络
N
2 i2
i4 4
(b) 四端网络
二端口网络可由四个
电路变量描述网络端口特 性，它们是11' 端口的电压 u1和电流i1，22' 端口的电 压u2和电流i2 。
四端网络，其4个端电流满足
i1 + i2 + i3 + i4 = 0 本节研究由线性电阻、电 容、电感、互感及受控源组成 的且不含独立源及非零初始条 件的线性定常二端口网络。
.
I1
.
I2 0
1
jC
—j1—C
.
z22
U2
.
I2
.
I1 0
jL
1
jC
该二端口网络有 z12 = z21 。
补例1：求其Z 参数。
I&1
＋
U&1
Za
Zc Zb
I&2 ＋ U&2
直接可写出：
－
－
U1 Za I1 Z（b I1 I2）（Za Zb）I1 Zb I2
U2 Zc I2 Z（b I2 I1） Zb I1 （Zb Zc）I2
于是，得：
Z
Za
Z
b
Zb
Zb
Z
b
Z
c
思考：Z的计算，抓住电路方程是很好的计算方法！
例11-2 求如图所示二端口网络的Z参数。
ห้องสมุดไป่ตู้
解：列写二端口网络 端口的伏安关系为
UU&&21
z11
z21
z12 z22
II12
Z
II12
因变量
Z
z11
z21
自变量
z12
z22
——Z参数矩阵
Z 参数的四个值
U1 z11I1 z12I2
•
z11
U1
•
I1
•
I 2 0
U2 z21I1 z22I2
y12
y22
——Y参数矩阵
Y 参数的4个值
I&1
I&2
I1 y11U1 y12U2 I2 y21U1 y22U2
U&1
N
y11
I1 U1
U2 0
22‘ 端短路时11’
端的策动点导纳；
求 y11和y21的电路
I&1
I&2
y21
I2 U1
U2 0
U&1
电路
I& 2
N
方程
I1 y11U1 y12U2
U&
I2 y21U1 y22U2
2
II12
y11 y21
y12 y22
UU12
Y
UU12
因变量
自变量
Y
y11
y21
U2
•
I2
•
I 1 0
——11'端开路时的 输出阻抗
可见，以上参数具有如下特点：
1） 均有阻抗的量纲。（故称之为Z参数）
2） z11 和 z22 为策动点函数， z12 和 z21 为转移函数。
3） 均是在某端口开路时求得，故又称之为开路 阻抗参数。
另外，计算二端口网络的Z参数的方法（见下面例题）
可选其中二个变量为独立变量（自变量）。另外两个 作为因变量，根据不同的选法，共有六种不同形式的端口 方程及六套参数。
1. Z参数及其方程
电路
＋
＋
I&1
U&1
N
U&2
－
－
描述方程
U1 z11I1 z12I2
I&2
U2 z21I1 z22 I2
方程变形
UU12