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北航通信电路原理课件ch05-1
▪从三个角度分析： 振荡旳产生——能量和频谱旳角度。 振荡旳平衡——非线性旳角度。
▪分析三个条件：起振 、平衡和稳定条件。
2024/9/22
9
1. 环路旳起振条件
i(t)
S
12
Vo
C
iL
0
Vo et
L
t
（P258） R
▪LC谐振回路是LC振荡器旳主要构成部分，正弦波振荡器则是 基于二阶RLC回路旳自由振荡现象。
•反馈信号足够大，才满足振幅平衡条件；
•电路旳振荡频率近似等于回路旳谐振频率。
（3）定量分析：
•相位平衡条件：
A F 2n
•振幅平衡条件：
AF 1
2024/9/22
•电路振荡频率：
o
1 LC
8
5.2.2 振荡旳起振 、平衡和稳定条件旳分析
▪回答两个问题： •振荡是怎样产生旳？ •振荡又是怎样平衡旳？
了系统旳频率稳定性。
21
5.2.3 自给偏置对振荡状态旳影响 iC gm
▪自给偏置电路和振荡波形：
Q
VCC
Rb1 Cb
Rb 2
iB
vBE
iE
iC
Re Ce
VB'
0 Vth
0
VB
vBE vBE
（P268）
2024/9/22
t
22
5.2.3 自给偏置对振荡状态旳影响（续1）
▪合理选择元件旳参数值，使起振前电路旳静态工作点Q位于 伏安特征段旳中点。
区别。
▪振荡器进入平衡状态后，假设受到外界旳扰动，那么将会破 坏其原来旳平衡状态。
•干扰消失后，振荡器若能自动恢复到原来旳平衡状态， 则称之为是稳定旳；
▪分析三个条件：起振 、平衡和稳定条件。
2024/9/22
9
1. 环路旳起振条件
i(t)
S
12
Vo
C
iL
0
Vo et
L
t
（P258） R
▪LC谐振回路是LC振荡器旳主要构成部分，正弦波振荡器则是 基于二阶RLC回路旳自由振荡现象。
•反馈信号足够大，才满足振幅平衡条件；
•电路旳振荡频率近似等于回路旳谐振频率。
（3）定量分析：
•相位平衡条件：
A F 2n
•振幅平衡条件：
AF 1
2024/9/22
•电路振荡频率：
o
1 LC
8
5.2.2 振荡旳起振 、平衡和稳定条件旳分析
▪回答两个问题： •振荡是怎样产生旳？ •振荡又是怎样平衡旳？
了系统旳频率稳定性。
21
5.2.3 自给偏置对振荡状态旳影响 iC gm
▪自给偏置电路和振荡波形：
Q
VCC
Rb1 Cb
Rb 2
iB
vBE
iE
iC
Re Ce
VB'
0 Vth
0
VB
vBE vBE
（P268）
2024/9/22
t
22
5.2.3 自给偏置对振荡状态旳影响（续1）
▪合理选择元件旳参数值，使起振前电路旳静态工作点Q位于 伏安特征段旳中点。
区别。
▪振荡器进入平衡状态后，假设受到外界旳扰动，那么将会破 坏其原来旳平衡状态。
•干扰消失后，振荡器若能自动恢复到原来旳平衡状态， 则称之为是稳定旳；
北航电工电子第01讲
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时序逻辑电路的基本概念
时序逻辑电路由触发器和寄存器等组成，具有记忆功能 ，能够保存输入信号的状态。
时序逻辑电路的设计
根据给定的逻辑功能，设计出相应的时序逻辑电路。
ABCD
时序逻辑电路的分析
通过状态表、状态图和波形图等方法，分析时序逻辑电 路的逻辑功能。
常用时序逻辑电路
包括寄存器、计数器和移位器等。
THANKS FOR WATCHING
叠加定理
描述电路中多个电源作用下的 电压和电流关系。
戴维南定理
将复杂电路等效为简单电路的 方法。
电子元件
二极管
单向导电的电子元件，分为硅管和锗 管。
三极管
控制电流的电子元件，分为NPN和 PNP型。
集成电路
将多个电子元件集成在一块芯片上， 实现特定功能。
场效应管
利用电场效应控制电流的电子元件。
直流电路分析
北航电工电子第01讲
contents
目录
• 课程介绍 • 电工电子基础知识 • 模拟电子技术 • 数字电子技术
01 课程介绍
课程目标
掌握电工电子技术的基本概念和原理。 培养学生对电路分析、设计和实验的能力。 提高学生解决实际问题的能力，培养创新思维。
课程内容
01
02
03
04
电工电子技术基础
介绍电路的基本概念、元件、 电路分析方法等。
电路分析
学习线性电路的分析方法，包 括欧姆定律、基尔霍夫定等
。
模拟电路
学习模拟电路的基本概念、放 大器、滤波器等。
数字电路
学习数字电路的基本概念、逻 辑门电路、组合逻辑电路等。
课程安排
第2周
电路分析（4学时）
时序逻辑电路的基本概念
时序逻辑电路由触发器和寄存器等组成，具有记忆功能 ，能够保存输入信号的状态。
时序逻辑电路的设计
根据给定的逻辑功能，设计出相应的时序逻辑电路。
ABCD
时序逻辑电路的分析
通过状态表、状态图和波形图等方法，分析时序逻辑电 路的逻辑功能。
常用时序逻辑电路
包括寄存器、计数器和移位器等。
THANKS FOR WATCHING
叠加定理
描述电路中多个电源作用下的 电压和电流关系。
戴维南定理
将复杂电路等效为简单电路的 方法。
电子元件
二极管
单向导电的电子元件，分为硅管和锗 管。
三极管
控制电流的电子元件，分为NPN和 PNP型。
集成电路
将多个电子元件集成在一块芯片上， 实现特定功能。
场效应管
利用电场效应控制电流的电子元件。
直流电路分析
北航电工电子第01讲
contents
目录
• 课程介绍 • 电工电子基础知识 • 模拟电子技术 • 数字电子技术
01 课程介绍
课程目标
掌握电工电子技术的基本概念和原理。 培养学生对电路分析、设计和实验的能力。 提高学生解决实际问题的能力，培养创新思维。
课程内容
01
02
03
04
电工电子技术基础
介绍电路的基本概念、元件、 电路分析方法等。
电路分析
学习线性电路的分析方法，包 括欧姆定律、基尔霍夫定等
。
模拟电路
学习模拟电路的基本概念、放 大器、滤波器等。
数字电路
学习数字电路的基本概念、逻 辑门电路、组合逻辑电路等。
课程安排
第2周
电路分析（4学时）
精选北航通信电路原理ch074资料PPT课件
2
7.5.2 工艺特点与频率范围
▪模拟型--双极性电路（0~50MHz）： •NE565（<500KHz）； •NE560NE562（<30MHz）； •NE564（<50MHz）。
▪数字型： •双极性电路（0~250MHz）； •CMOS电路（0~25MHz）。
13.11.2020
《通信电路原理》--北航06年
（1）空间信号的基本特性
•卫星或其它宇宙飞行器向地面发回的信号通常都较微弱。
•频率漂移严重（因存在多普勒效应与振荡器中心频率不 稳）。例如：频率为100MHZ，多普勒频移为±3KHz。
•信标信号本身频带宽度较窄。例如：为6Hz左右。
•若使用普通接收机，带宽为6KHz左右。接收机带宽比信 号带宽大1000倍，接收的噪声大1000倍，很微弱的信号被 淹没。
•锁相接收机的中频频率可以跟踪接收信号频率的漂移，而 且带宽又很窄，故又称为“窄带跟踪滤波器”。
13.11.2020
《通信电路原理》--北航06年
10
7.6.2 窄带跟踪滤波器--载波跟踪环（续1）
（2）方框原理图 ▪本地标准中频参考信号 f4 ，是高度稳定的。 ▪混频器输出中频信号的频率与本地中频参考信号的频率相等。 ▪f1有漂移，f2 跟踪 f1 的漂移。 ▪PLL电路设计为窄带（6Hz），故又称为“窄带跟踪滤波器” 。
▪数字锁相环路有如下特点：
1、全部或部分采用数字电路。受干扰的影响比模拟电路小， 使工作的可靠性提高。
2、易于采用大规模集成电路。
3、在全数字锁相环路中，时钟源通常不直接受控，这将有 利于提高环路的性能。
4、应用全数字锁相环路，在一定范围内可以消除类似于模 拟锁相环路中压控振荡器控制特性的非线性、环路滤波器 传输函数的不稳定等的影响，从而改善锁相环路的性能。
7.5.2 工艺特点与频率范围
▪模拟型--双极性电路（0~50MHz）： •NE565（<500KHz）； •NE560NE562（<30MHz）； •NE564（<50MHz）。
▪数字型： •双极性电路（0~250MHz）； •CMOS电路（0~25MHz）。
13.11.2020
《通信电路原理》--北航06年
（1）空间信号的基本特性
•卫星或其它宇宙飞行器向地面发回的信号通常都较微弱。
•频率漂移严重（因存在多普勒效应与振荡器中心频率不 稳）。例如：频率为100MHZ，多普勒频移为±3KHz。
•信标信号本身频带宽度较窄。例如：为6Hz左右。
•若使用普通接收机，带宽为6KHz左右。接收机带宽比信 号带宽大1000倍，接收的噪声大1000倍，很微弱的信号被 淹没。
•锁相接收机的中频频率可以跟踪接收信号频率的漂移，而 且带宽又很窄，故又称为“窄带跟踪滤波器”。
13.11.2020
《通信电路原理》--北航06年
10
7.6.2 窄带跟踪滤波器--载波跟踪环（续1）
（2）方框原理图 ▪本地标准中频参考信号 f4 ，是高度稳定的。 ▪混频器输出中频信号的频率与本地中频参考信号的频率相等。 ▪f1有漂移，f2 跟踪 f1 的漂移。 ▪PLL电路设计为窄带（6Hz），故又称为“窄带跟踪滤波器” 。
▪数字锁相环路有如下特点：
1、全部或部分采用数字电路。受干扰的影响比模拟电路小， 使工作的可靠性提高。
2、易于采用大规模集成电路。
3、在全数字锁相环路中，时钟源通常不直接受控，这将有 利于提高环路的性能。
4、应用全数字锁相环路，在一定范围内可以消除类似于模 拟锁相环路中压控振荡器控制特性的非线性、环路滤波器 传输函数的不稳定等的影响，从而改善锁相环路的性能。
北航通信电路原理ch061PPT课件
标准调幅波信号的性质：
•信号的数学表示式； •波形图； •频谱函数与频谱； •信号所具有的功率在各频率分量之间的分配关系等。
2020/11/28
《通信电路原理》--北航06年
4
（1）标准调幅波信号的数学表示式
假定调制信号为： vf (t)Vmco st
载波信号为： vc(t)Vcm cocst
进行标准调幅后 已调信号的表示 式为：
因此，从有效地利用发射机功率的角度考虑，标准幅度调制 是有缺点的。
由此，产生抑制载波调幅和单边带幅度调制。
2020/11/28
《通信电路原理》--北航06年
10
6.1.2 实现标准调幅的方法
vAM (t)(VcmKAVmco st)cosct Vcm (1mAco st)cosct VcmcosctmAVcmco stcosct
Pc
1 2
Vc2m
▪两个边带所占有的功率为：
Ps (mAV4cm)2
mA2 2
Pc
▪调幅波所具有的总功率为： PAMPcPs (1m 2A 2)Pc
2020/11/28
《通信电路原理》--北航06年
8
（4）讨论标准调幅波的性质
▪已调信号的幅度随调制信号而变化。因此，调幅信号幅度的 包络线近似为调制信号的波形。只要能取出这个包络信号就 可实现解调。
低频信号为调制信号： Vf(t)10s0 i2n 13 0t(m)V
2020/11/28
《通信电路原理》--北航06年
14
6.1.3 标准调幅信号的解调
▪调幅信号的解调就是从调幅信号中取出调制信号，它是调幅 的逆过程。解调器叫检波器。
标准调幅波的解调方法分为两类：
•相干解调：用同频同相的本地载波与已调制信号相乘， 如可用模拟相乘器实现，本地载波的产生是难点；
•信号的数学表示式； •波形图； •频谱函数与频谱； •信号所具有的功率在各频率分量之间的分配关系等。
2020/11/28
《通信电路原理》--北航06年
4
（1）标准调幅波信号的数学表示式
假定调制信号为： vf (t)Vmco st
载波信号为： vc(t)Vcm cocst
进行标准调幅后 已调信号的表示 式为：
因此，从有效地利用发射机功率的角度考虑，标准幅度调制 是有缺点的。
由此，产生抑制载波调幅和单边带幅度调制。
2020/11/28
《通信电路原理》--北航06年
10
6.1.2 实现标准调幅的方法
vAM (t)(VcmKAVmco st)cosct Vcm (1mAco st)cosct VcmcosctmAVcmco stcosct
Pc
1 2
Vc2m
▪两个边带所占有的功率为：
Ps (mAV4cm)2
mA2 2
Pc
▪调幅波所具有的总功率为： PAMPcPs (1m 2A 2)Pc
2020/11/28
《通信电路原理》--北航06年
8
（4）讨论标准调幅波的性质
▪已调信号的幅度随调制信号而变化。因此，调幅信号幅度的 包络线近似为调制信号的波形。只要能取出这个包络信号就 可实现解调。
低频信号为调制信号： Vf(t)10s0 i2n 13 0t(m)V
2020/11/28
《通信电路原理》--北航06年
14
6.1.3 标准调幅信号的解调
▪调幅信号的解调就是从调幅信号中取出调制信号，它是调幅 的逆过程。解调器叫检波器。
标准调幅波的解调方法分为两类：
•相干解调：用同频同相的本地载波与已调制信号相乘， 如可用模拟相乘器实现，本地载波的产生是难点；
北航通信电路原理课件ch053
《通信电路原理》--北航06年
Q0 104 ~ 106 分立电感 100
19
p Cq C0
Q 1 Lq Rq Cq
5.5.1 石英谐振器的基本特性（续1）
Lq C0
Cq
Rq
2. 石英谐振器的谐振频率
Z j
Rq
jLq
1
jCq
1
jC0
R jX Z e j
Rq
jLq
1
jCq
1
▪为了改善普通三点振荡电路的频率稳定性而提出的两种改进 型的电路（克拉泼振荡器和西勒振荡器） 。
▪晶体管参数（输入输出阻抗等）受工作点的影响较大，注意 选择工作点稳定电路与良好的稳压电路。
▪谐振回路的选择：高品质因数的谐振回路（石英谐振器）。
Friday, May 22, 2020
《通信电路原理》--北航06年
《通信电路原理》--北航06年
21
5.5.1 石英谐振器的基本特性（续3）
3. 石英谐振器的基本特性
▪很高的等效品质因数（104~106）：石英谐振器最大的特点 是具有很大的等效电感量和很小的损耗电阻。
▪很小的接入系数 P（10-3~10-4）：当外界电抗元件与之相连 接时，对石英谐振器的固有谐振特性的影响是十分微弱的。
（1）长期频率稳定度（长稳）：观测时间为一天以上的稳定 度称为长期频率稳定度。一般高精度的频率基准、时间基准 （如天文观测台、国家计时台等）均采用长期频率稳定度来 计量频率源的特性。
（2）短期频率稳定度（短稳）：观测时间在一天以内如以小 时计量的频率稳定度。大多数电子设备和仪器均采用短稳来 衡量。
（3）瞬时频率稳定度（秒级频率稳定度）：瞬时频率稳定度 用于衡量秒或毫秒时间内频率的随机变化。这些变化均由设 备内部噪声或各种突发性干扰所引起。
Q0 104 ~ 106 分立电感 100
19
p Cq C0
Q 1 Lq Rq Cq
5.5.1 石英谐振器的基本特性（续1）
Lq C0
Cq
Rq
2. 石英谐振器的谐振频率
Z j
Rq
jLq
1
jCq
1
jC0
R jX Z e j
Rq
jLq
1
jCq
1
▪为了改善普通三点振荡电路的频率稳定性而提出的两种改进 型的电路（克拉泼振荡器和西勒振荡器） 。
▪晶体管参数（输入输出阻抗等）受工作点的影响较大，注意 选择工作点稳定电路与良好的稳压电路。
▪谐振回路的选择：高品质因数的谐振回路（石英谐振器）。
Friday, May 22, 2020
《通信电路原理》--北航06年
《通信电路原理》--北航06年
21
5.5.1 石英谐振器的基本特性（续3）
3. 石英谐振器的基本特性
▪很高的等效品质因数（104~106）：石英谐振器最大的特点 是具有很大的等效电感量和很小的损耗电阻。
▪很小的接入系数 P（10-3~10-4）：当外界电抗元件与之相连 接时，对石英谐振器的固有谐振特性的影响是十分微弱的。
（1）长期频率稳定度（长稳）：观测时间为一天以上的稳定 度称为长期频率稳定度。一般高精度的频率基准、时间基准 （如天文观测台、国家计时台等）均采用长期频率稳定度来 计量频率源的特性。
（2）短期频率稳定度（短稳）：观测时间在一天以内如以小 时计量的频率稳定度。大多数电子设备和仪器均采用短稳来 衡量。
（3）瞬时频率稳定度（秒级频率稳定度）：瞬时频率稳定度 用于衡量秒或毫秒时间内频率的随机变化。这些变化均由设 备内部噪声或各种突发性干扰所引起。
北航通信电路原理ch065PPT课件
•利用调频波的这个特点，可以实现解调。例如BE1调制 度测量仪。
2020/11/27
《通信电路原理》--北航06年
2
6.2.4.1 解调方法（续1）
3、将调频波变换为调相─调频波，使相位的变化与瞬时频 率的变化成正比，然后用相位检波器解调，即可得到所需 信号。这种方法的方框图如下图所示：
•为了实现调频波到调相─调频波的变换，通常是用将调 频波延时 t0 时间的方法； •在 t0 满足一定条件时，可以得到相位变化与瞬时频率 变化成正比的调相─调频波；
笫6章 调制与解调
6.1 幅度调制
6.2 角度调制
6.2.4 调频波的解调方法与电路
6.2.4.1 解调方法
6.2.4.2 频率解调器的技术指标
6.2.4.3 频率解调器电路
6.2.5 数字信号的调制
6.2.5.1 数字调相信号的特点
6.2.5.2 两相调相信号的解调
6.3 自动频率控制（AFC）
2020/11/27
《通信电路原理》--北航06年
1
6.2.4 调频波的解调方法与电路 6.2.4.1 解调方法（四种）
1、利用锁相环路实现解调。有关这种解调方法的内容将在 第7章锁相环路中讨论。
2、利用调频波的过零信息实现解调：
•因为调频波的频率是随调制信号变化的，所以它们在相 同的时间间隔内过零点的数目将不同；
•当瞬时频率高时，过零点的数目就多；瞬时频率低时， 过零点的数目就少；
1、灵敏度：鉴频器鉴频特性的灵敏度通常用 fc 处鉴频 特性的斜率定义，鉴频灵敏度的单位为V/Hz。 2、线性范围：鉴频特性近似为直线的范围，如下图BWD 所示，应该大于调频信号最大频偏的两倍。
3、非线性失真：由于鉴频 特性不是理想直线，而使解 调信号产生的失真称为鉴频 器的非线性失真。
北航通信电路原理课件ch074共44页文档
1
7.5.2 工艺特点与频率范围
▪模拟型--双极性电路（0~50MHz）： •NE565（<500KHz）； •NE560NE562（<30MHz）； •NE564（<50MHz）。
▪数字型： •双极性电路（0~250MHz）； •CMOS电路（0~25MHz）。
2020/3/29
《通信电路原理》--北航06年
2020/3/29
《通信电路原理》--北航06年
6
7.5.4 数字锁相环（续3）
▪完全数字环 all-digital PLL（ADPLL）： •完全数字环ADPLL是全部由数字方块构成的； •完全数字环ADPLL的类型很多，下面仅介绍仿真中用的 各类数字方块；
•鉴相器PD是采用 the EXOR gate 或 the edge-triggered JK flipflop； •环路滤波器在仿真中总是采用K-Counter； •振荡器可采用Increment/Decrement Counter。
2020/3/29
《通信电路原理》--北航06年
7
7.6.1 PLL的基本特性与应用领域
（1）锁定特性：环路锁定状态时，VCO跟踪输入信号频率， 只有很小的稳态相差。叫“取样锁相环”。这种环路可用于 载波恢复和频率合成。
（2）载波跟踪特性：压控振荡器的输出频率只跟踪输入信号 的载频，那么就称之为载波跟踪状态，这种环路叫“载波跟 踪环”，或称“窄带跟踪环”。这种环路可用于锁相接收机。
7.5.1 集成锁相环分类
▪参考：《锁相环设计、仿真与应用（英）》（LPLL和 DPLL可仿真到五阶）。 ▪线性模拟环 linear PLL（LPLL） ：
•通用型（多功能）：VCO，PD，VCO + PD + AMP； •专用型：AM/PM 的解调，CTV中的色度信号同步环。 ▪部分数字环 digital PLL（DPLL）： ▪完全数字环 all-digital PLL（ADPLL）： •通用型（多功能）：数字VCO，数字PD +数字VCO； •专用型：频率合成器。
7.5.2 工艺特点与频率范围
▪模拟型--双极性电路（0~50MHz）： •NE565（<500KHz）； •NE560NE562（<30MHz）； •NE564（<50MHz）。
▪数字型： •双极性电路（0~250MHz）； •CMOS电路（0~25MHz）。
2020/3/29
《通信电路原理》--北航06年
2020/3/29
《通信电路原理》--北航06年
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7.5.4 数字锁相环（续3）
▪完全数字环 all-digital PLL（ADPLL）： •完全数字环ADPLL是全部由数字方块构成的； •完全数字环ADPLL的类型很多，下面仅介绍仿真中用的 各类数字方块；
•鉴相器PD是采用 the EXOR gate 或 the edge-triggered JK flipflop； •环路滤波器在仿真中总是采用K-Counter； •振荡器可采用Increment/Decrement Counter。
2020/3/29
《通信电路原理》--北航06年
7
7.6.1 PLL的基本特性与应用领域
（1）锁定特性：环路锁定状态时，VCO跟踪输入信号频率， 只有很小的稳态相差。叫“取样锁相环”。这种环路可用于 载波恢复和频率合成。
（2）载波跟踪特性：压控振荡器的输出频率只跟踪输入信号 的载频，那么就称之为载波跟踪状态，这种环路叫“载波跟 踪环”，或称“窄带跟踪环”。这种环路可用于锁相接收机。
7.5.1 集成锁相环分类
▪参考：《锁相环设计、仿真与应用（英）》（LPLL和 DPLL可仿真到五阶）。 ▪线性模拟环 linear PLL（LPLL） ：
•通用型（多功能）：VCO，PD，VCO + PD + AMP； •专用型：AM/PM 的解调，CTV中的色度信号同步环。 ▪部分数字环 digital PLL（DPLL）： ▪完全数字环 all-digital PLL（ADPLL）： •通用型（多功能）：数字VCO，数字PD +数字VCO； •专用型：频率合成器。
第1章北航电路全部课件
（ 2 ）上式中 i(t0) 称为电感电流的初始值，它反映电 感初始时刻的储能状况，也称为初始状态。
2019/4/21
电路 自动化科学与电气工程学院
23
电感的功率和储能 功 率
u、 i 取关
联参考方向
(1)当电流增大，i>0，d i/d t>0，则u>0，， p>0, 电感吸收功率。 (2)当电流减小，i>0，d i/d t<0，则u<0，， p<0, 电感发出功率。
初始时刻的储能状况，也称为初始状态。 （2）实际电路中通过电容的电流 i为有限值，则电容 电压u必定是时间的连续函数。 （3）当 u，i为非关联方向时，上述微分和积分表达 式前要冠以负号 ;
2019/4/21
电路 自动化科学与电气工程学院
13
1.6 电容元件 (capacitor) 电容的功率和储能
2019/4/21
WC/J 1
0
1
2 t /s
18
电路 自动化科学与电气工程学院
若已知电流求电容电压，有
i/A 1 1
t0 0 1 0 t 1s i (t ) 1 1 t 2 s t 2s 0
-1
2 t /s
1 t 当 1 t 2 s uC (t ) u (1) (1) d 4 2t 0.5 1 1 t uC (t ) u (2) 0d 0 当 2 t 0.5 2
2019/4/21 电路 自动化科学与电气工程学院 14
1.6 电容元件 (capacitor) 电容的储能
WC u ( )i ( ) d
t t
从-∞到 t 电容储能的变化量：
若u() 0
2019/4/21
电路 自动化科学与电气工程学院
23
电感的功率和储能 功 率
u、 i 取关
联参考方向
(1)当电流增大，i>0，d i/d t>0，则u>0，， p>0, 电感吸收功率。 (2)当电流减小，i>0，d i/d t<0，则u<0，， p<0, 电感发出功率。
初始时刻的储能状况，也称为初始状态。 （2）实际电路中通过电容的电流 i为有限值，则电容 电压u必定是时间的连续函数。 （3）当 u，i为非关联方向时，上述微分和积分表达 式前要冠以负号 ;
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1.6 电容元件 (capacitor) 电容的功率和储能
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WC/J 1
0
1
2 t /s
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若已知电流求电容电压，有
i/A 1 1
t0 0 1 0 t 1s i (t ) 1 1 t 2 s t 2s 0
-1
2 t /s
1 t 当 1 t 2 s uC (t ) u (1) (1) d 4 2t 0.5 1 1 t uC (t ) u (2) 0d 0 当 2 t 0.5 2
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1.6 电容元件 (capacitor) 电容的储能
WC u ( )i ( ) d
t t
从-∞到 t 电容储能的变化量：
若u() 0
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音频信号 f：20Hz~25kHz，λ=3×108/25×103=12000m 对实验室仪器而言，可不必考虑分布参数。
实验室电子仪器的尺寸 l ：3~30cm，允许信号 波长λ=300~3000cm，则 f = c/λ=3×1010/λ f：107Hz~108Hz（10MHz~100MHz）
在实验室，一般情况下50MHz的信号，可作集 总参数电路来处理。
学习方法提示
对 比 电 阻 电 感 电 容 电压源 电流源 独立源
受控源
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1.1 电路和电路模型（model)
1. 实际电路 2. 电路模型
开关 灯泡
10BASE-T wall plate
由电工设备和电气器件按预期目的用 导线连接构成的电流的通路。
(circuit model)
1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction)
2. 电流的参考方向 (current reference direction)
方 向
规定正电荷的运动方向为电流的实际方向
元件(导线)中电流流动的实际方向只有两种可能:
实际方向
A A 问题
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B B
实际方向
复杂电路或交变电路中的电流随时间变化 时，电流的实际方向往往很难事先判断
实际电压方向
问题
电位真正降低的方向
复杂电路或交变电路中，两点间电压的实际 方向往往不易判别，给实际电路问题的分析 计算带来困难。
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1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction)
电压(降)的参考方向
假设的电压降低之方向
+
参考方向 U
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1.1 电路和电路模型（model)
4.电路分类
线 性 非线性 时 变 时不变 集总参数 分布参数 静 动 态 态 激励与响应满足叠加性和齐次性的电路?
电路元件参数不随时间变化?
电路几何尺寸远小于最小工作波长的电路?
含有动态元件的电路?
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集总参数与分布参数
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1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction) 1.电路中的主要物理量及表示方法
电压 U(u) 电流 I(i)
电荷 Q(q)
磁通 Φ 磁通链 ψ 电能量 W 电功率 P
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用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 A i B
用双下标表示：如 iAB , 电流的参考方向由A指向B。 A
iAB
B
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1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction) 3. 电压的参考方向 (voltage reference direction)
–
+
参考方向 U
–
+
实际方向
实际方向
电压(代数量)
+
U >0
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大小
方向(正负）
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U<0
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1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction) 电压参考方向的三种表示方式：
(1)用箭头表示
U
(2)用正负极性表示
+
(3)用双下标表示
U
A
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UAB
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B
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1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction) 电位的概念
取恒定电场中的任意一点（ O 点），设 该点的电位为零，称 O 点为参考点。则 电场中一点 A 到 O 点的电压 UAO 称为 A 点 的电位，记为A 。单位 V(伏)。 设c点为电位参考点，则 c= 0 d c
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参考方向
电流(代数量)
任意假定一个正电荷运动的方向即为电 流的参考方向。
大小
方向(正负）
i A
参考方向
B
电流的参考方向与实际方向的关系： i A
参考方向 实际方向 i 参考方向 实际方向
B
A
B
i>0
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i<0
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电流参考方向的两种表示：
电路图
Rs
+ _
电 池 导线 电路模型
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R
us
反映实际电路部件的主要电磁性质 的理想电路元件及其组合。
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1.1 电路和电路模型（model)
理想电路元件 在一定条件下的理想化模型，反映实际 元件某种确定的电磁性能的理想元件， 并用规定的模型元件符号来表示。
由集总元件构成的电路
集总元件 集总条件
假定发生的电磁过程都集中在元件内部进行。
d
50 6×106 25k 12k
C=3×108m/s
500M 0.6
C f
30G 0.01
f(Hz) (m) 注意
集总参数电路中u、i可以是时间的函数，但与空间坐标无关。
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注 意
● 具有相同的主要电磁性能的实际电路部件， 在一定条件下可用同一模型表示；
同一实际电路部件在不同的应用条件下，其
模型可以有不同的形式。
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【例1-1】 线圈在不同的工作情况下的理想模型。
交流、较低频率
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a
b
a= Uac， b=Ubc， d= Udc
Uab = a- b
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1.2 电流和电压的参考方向 (reference direction) 4.关联参考方向 元件或支路的u，i 采用相同的参考方向称之为 关联参考方向。反之，称为非关联参考方向。
集总（参数）元件
任何时刻，流入二端元件的一个端子的电流一定等于从另外一个端 子流出的电流，两个端子之间的电压为单值量。
比如： 线性定常电阻元件
任何时刻端电压与其电流成正比的电阻元件。
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1.1 电路和电路模型（model)
3.几种基本的电路元件：
电阻元件：表示消耗电能的元件； 电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件； 电容元件：表示产生电场，储存电场能量的元件; 电源元件：表示各种将其它形式的能量转变成电能的元件。 其他元件：运算放大器、变压器、负阻抗变换器、回转器等。