電路分析電氣工程-

電路分析電氣工程-第一頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日解:圖12－26(a)電路的數(shù)據(jù)文件,如圖(b)所示,其中第二行

的第二個(gè)數(shù)據(jù)1表示頻率特性曲線的中心角頻率為

=1rad/s。運(yùn)行ACAP程序,選擇頻率特性曲線的菜單,

再輸入電壓U4并回車，計(jì)算機(jī)在一定頻率范圍內(nèi)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)函數(shù)U4/Us之值，然后以圖形方式在屏幕上畫出振幅頻率特性曲線和相位頻率特性曲線，這里以字符方式給出波特圖，如下所示：第二頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日

-----求網(wǎng)絡(luò)的頻率特性并畫曲線

-----W(rad/s)|U4/V1|(db)Min=-98.00dbMax=1.249db1.000E-024.349E-04|*1.778E-021.373E-03|*3.162E-024.341E-03|*5.623E-021.371E-02|*1.000E-014.321E-02|*1.778E-011.351E-01|*3.162E-014.096E-01|*5.623E-011.058E+00|*1.000E+000.000E+00|*1.778E+00-8.942E+00|*3.162E+00-1.959E+01|*5.623E+00-2.986E+01|*1.000E+01-3.996E+01|*1.778E+01-4.999E+01|*3.162E+01-6.000E+01|*5.623E+01-7.000E+01|*1.000E+02-8.000E+01|*1.778E+02-9.000E+01|*第三頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日

W(rad/s)相位-180-900+901801.000E-02-.573..*..1.778E-02-1.019..*..3.162E-02-1.813..*..5.623E-02-3.229..*..1.000E-01-5.768..*..1.778E-01-10.406..*|..3.162E-01-19.360..*|..5.623E-01-39.434..*|..1.000E+00-90.000.*|..1.778E+00-140.566.*.|..3.162E+00-160.640.*.|..5.623E+00-169.594.*.|..1.000E+01-174.232.*.|..1.778E+01-176.771*.|..3.162E+01-178.187*.|..5.623E+01-178.981*.|..1.000E+02-179.427*.|..1.778E+02-179.678*.|..從幅頻和相頻曲線可見(jiàn),該電路具有低通濾波特性以及相位變化范圍為到。從曲線可以看出，當(dāng)=1rad/s時(shí)，U4/US=0dB,即U4=US,且u4滯后于uS90。第四頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日例12-12電路如圖12-27(a)所示，已知，

畫出電容電壓u4(t)的頻率特性曲線。圖12－27電路的頻率特性曲線第五頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日解:圖12－27(a)電路的數(shù)據(jù)文件如圖(b)所示,其中第二行

的第二個(gè)數(shù)據(jù)1E4表示頻率特性曲線的中心角頻率為

=104rad/s。運(yùn)行ACAP程序，選擇頻率特性曲線的菜單(代碼6),再輸入電壓U4并回車，計(jì)算機(jī)按照對(duì)數(shù)尺度在=100rad/s到=106rad/s頻率范圍內(nèi),計(jì)算電容電壓對(duì)電流源電流的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)U4/IS之值，然后以圖形方式在屏幕上畫出振幅頻率特性曲線和相位頻率特性曲線，這里以字符方式給出波特圖，如下所示：第六頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日

-----求網(wǎng)絡(luò)的頻率特性并畫曲線

-----W(rad/s)|U4/I1|(db)Min=11.00dbMax=100.0db1.000E+022.301E+01|*1.778E+022.620E+01|*3.162E+023.042E+01|*5.623E+023.516E+01|*1.000E+034.013E+01|*1.778E+034.529E+01|*3.162E+035.092E+01|*5.623E+035.830E+01|*1.000E+041.000E+02|*1.778E+045.830E+01|*3.162E+045.092E+01|*5.623E+044.528E+01|*1.000E+054.009E+01|*1.778E+053.503E+01|*3.162E+053.001E+01|*5.623E+052.500E+01|*1.000E+062.000E+01|*1.778E+061.500E+01|*從幅頻曲線可見(jiàn),該電路具有帶通濾波特性。第七頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日

W(rad/s)相位-180-900+901801.000E+0244.994..|*..1.778E+0260.639..|*..3.162E+0272.433..|*..5.623E+0279.884..|*..1.000E+0384.232..|*..1.778E+0386.676..|*.3.162E+0387.987..|*.5.623E+0388.510..|*.1.000E+04-.573..*..1.778E+04-89.851.*|..3.162E+04-89.980.*|..5.623E+04-89.997.*|..1.000E+05-89.999.*|..1.778E+05-90.000.*|..3.162E+05-90.000.*|..5.623E+05-90.000.*|..1.000E+06-90.000.*|..1.778E+06-90.000.*|..從幅頻和相頻曲線可見(jiàn),該電路具有帶通濾波特性以及相位變化范圍為到。第八頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日上面兩個(gè)例子中的頻率特性曲線是利用一般的正弦穩(wěn)態(tài)電路分析程序來(lái)繪制的，其方法是給出一個(gè)頻率的數(shù)值，利用程序計(jì)算出一個(gè)輸出，給出一系列頻率值，計(jì)算出一系列輸出，就可以繪制出一條曲線。這種方法的缺點(diǎn)是計(jì)算機(jī)要多次建立電路方程，并多次求解，花費(fèi)的時(shí)間比較多。第九頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日另外有一種更好的方法是先計(jì)算出網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的表達(dá)式，利用這個(gè)公式，給定一系列頻率值，只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算，就可得到一系列輸出來(lái)繪制頻率特性曲線。這種方法另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以利用網(wǎng)絡(luò)函數(shù)表達(dá)式對(duì)網(wǎng)絡(luò)特性進(jìn)行更輸入的分析研究，缺點(diǎn)是必須利用能夠進(jìn)行符號(hào)運(yùn)算的電路分析程序。下面舉例說(shuō)明如何利用動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析程序DNAP計(jì)算網(wǎng)絡(luò)函數(shù)和繪制頻率特性曲線。第十頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日例12-13電路如圖13-28(a)所示，已知，

計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的固有頻率，網(wǎng)絡(luò)函數(shù)及其零點(diǎn)、

極點(diǎn)，并畫出相應(yīng)的頻率特性曲線。解：圖12-28(a)電路的數(shù)據(jù)文件,如圖(b)所示。運(yùn)行DNAP

程序，選擇計(jì)算網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的菜單，再輸入結(jié)點(diǎn)電壓

V2并回車，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示以下計(jì)算結(jié)果：圖12－28網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與頻率特性曲線第十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日

<<<網(wǎng)絡(luò)的自然頻率>>>

S1=-10.00rad/s

<<<--網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(S)-->>>

-1.00S-1.00V2/V1=---------------------------------1.00S-10.0

<<<--網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(S)的零點(diǎn)-->>>Z1=-1.000<<<--網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(S)的極點(diǎn)-->>>P1=-10.00第十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日

F(rad/s)|V2|(db)Min=-20.00dbMax=-1.7137E-04db1.000E-02-2.000E+01|*1.778E-02-2.000E+01|*3.162E-02-2.000E+01|*5.623E-02-1.999E+01|*1.000E-01-1.996E+01|*1.778E-01-1.987E+01|*3.162E-01-1.959E+01|*5.623E-01-1.882E+01|*1.000E+00-1.703E+01|*1.778E+00-1.394E+01|*3.162E+00-1.000E+01|*5.623E+00-6.058E+00|*1.000E+01-2.967E+00|*1.778E+01-1.180E+00|*3.162E+01-4.096E-01|*5.623E+01-1.338E-01|*1.000E+02-4.278E-02|*1.778E+02-1.357E-02|*3.162E+02-4.297E-03|*5.623E+02-1.359E-03|*1.000E+03-4.302E-04|*第十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日

F(rad/s)相位-180-900+901801.000E-02.516..*..1.778E-02.917..*..3.162E-021.630..*..5.623E-022.896..*..1.000E-015.138..*..1.778E-019.065..|*..3.162E-0115.737..|*..5.623E-0126.132..|*..1.000E+0039.289..|*..1.778E+0050.566..|*..3.162E+0054.903..|*..5.623E+0050.566..|*..1.000E+0139.289..|*..1.778E+0126.132..|*..3.162E+0115.737..|*..5.623E+019.065..|*..1.000E+025.138..*..1.778E+022.896..*..3.162E+021.630..*..5.623E+02.917..*..1.000E+03.516..*..第十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算機(jī)得到的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)為計(jì)算機(jī)得到的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)分子多項(xiàng)式的零點(diǎn)，即網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的零點(diǎn)為Z1=-1rad/s；計(jì)算得到的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)分母多項(xiàng)式的零點(diǎn)，即網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的極點(diǎn)為P1=-10rad/s。從幅頻特性曲線可以看出，它的兩個(gè)轉(zhuǎn)折頻率與網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的零極點(diǎn)密切相關(guān)，一個(gè)是在網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的零點(diǎn)Z1=-1rad/s附近，另一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率在網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的極點(diǎn)(即網(wǎng)絡(luò)的固有頻率)P1=-10rad/s附近。第十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日例12-14電路如圖12-29(a)所示，已知,

計(jì)算網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，并畫出相應(yīng)的頻率特

性曲線。圖12－29網(wǎng)絡(luò)函數(shù)與頻率特性曲線解：圖12-29(a)電路的數(shù)據(jù)文件,如圖(b)所示。運(yùn)行DNAP

程序，選擇計(jì)算網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的菜單，再輸入電壓U7并

回車，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示以下計(jì)算結(jié)果：第十六頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日<<<--網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(S)-->>>

1.000E-04SU7/V1=----------------------------------------------------1.000E-08S**2-2.000E-04S-1.00

式中S=j，將它代入上式，注意到j(luò)2=-1，可以得到如下所示的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)：第十七頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日這種計(jì)算可由計(jì)算機(jī)來(lái)完成，選擇開始角頻率為=102rad/s來(lái)繪制的頻率特性曲線如下：在上式中代入不同的頻率就可以計(jì)算出相應(yīng)的輸出，例如=104rad/s時(shí)第十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日

F(rad/s)|U7|(db)Min=-64.00dbMax=-6.021db1.000E+02-4.000E+01|*1.778E+02-3.500E+01|*3.162E+02-3.001E+01|*5.623E+02-2.503E+01|*1.000E+03-2.009E+01|*1.778E+03-1.527E+01|*3.162E+03-1.083E+01|*5.623E+03-7.387E+00|*1.000E+04-6.021E+00|*1.778E+04-7.387E+00|*3.162E+04-1.083E+01|*5.623E+04-1.527E+01|*1.000E+05-2.009E+01|*1.778E+05-2.503E+01|*3.162E+05-3.001E+01|*5.623E+05-3.500E+01|*1.000E+06-4.000E+01|*1.778E+06-4.500E+01|*3.162E+06-5.000E+01|*5.623E+06-5.500E+01|*1.000E+07-6.000E+01|*從幅頻曲線可見(jiàn),該電路具有帶通濾波特性。第十九頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日

F(rad/s)相位-180-900+901801.000E+02-91.146.*.|..1.778E+02-92.038.*.|..3.162E+02-93.622.*.|..5.623E+02-96.437.*.|..1.000E+03-101.421.*.|..1.778E+03-110.167.*.|..3.162E+03-125.097.*.|..5.623E+03-148.702.*.|..1.000E+04-180.000*.|..1.778E+04148.702..|.*.3.162E+04125.097..|.*.5.623E+04110.167..|.*.1.000E+05101.421..|.*.1.778E+0596.437..|.*.3.162E+0593.622..|.*.5.623E+0592.038..|.*.1.000E+0691.146..|.*.1.778E+0690.644..|*.3.162E+0690.362..|*.5.623E+0690.204..|*.1.000E+0790.115..|*從幅頻和相頻曲線可見(jiàn),該電路具有帶通濾波特性以及相位變化范圍為到。第二十頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日下面舉例說(shuō)明如何利用符號(hào)網(wǎng)絡(luò)分析程序SNAP來(lái)計(jì)算全符號(hào)和部分符號(hào)的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。例12-15電路與圖13-29(a)相同，利用符號(hào)網(wǎng)絡(luò)分析程序求

網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。圖12－30符號(hào)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的計(jì)算第二十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日解：利用符號(hào)網(wǎng)絡(luò)分析程序SNAP可以計(jì)算出元件參數(shù)用

符號(hào)表示的網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。圖12－30(a)電路的數(shù)據(jù)文件,

如圖(b)所示。運(yùn)行SNAP程序，對(duì)全部或部分符號(hào)賦

值，再選擇計(jì)算網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的菜單，輸入電壓U7并回

車，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示以下計(jì)算結(jié)果。*****對(duì)符號(hào)賦值****

R=1.000E+03C=1.000E-07-----計(jì)算網(wǎng)絡(luò)函數(shù)H(S)------RSCU7/Us=---------------------------RRSCSC+2RSC+1

-.100E-03SU7/Us=---------------------------------------------.100E-07SS+.200E-03S+1.00第二十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日第二個(gè)式子是代入R、C數(shù)值后的計(jì)算結(jié)果，代入S=j后的結(jié)果如下：第一個(gè)式子是全符號(hào)網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，式中S=j，將它代入后可以得到以下結(jié)果：這個(gè)結(jié)果與用DNAP計(jì)算的結(jié)果完全相同。第二十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，2022年，8月28日例12-16電路與圖12-8(a)相同，利用符號(hào)網(wǎng)絡(luò)分析程序求

網(wǎng)絡(luò)函數(shù)。解：圖12-31(