《现代电路与系统》课程教学课件（PPT讲稿）第1章 概述

武汉理工大学HTTP-J/WWW.WHULEDU.CN现代电路与系统概述信息工程学院现代电路与系统

现代电路与系统 现代电路与系统 概述 信息工程学院

武汉理工大学课程介绍HTTP.J/WWW.WHUTEDU.CN近来。随着通信技术、计算机科学技术及大规模集成电路等学科的飞速发展，电路与系统的理论及分析方法。在向现代电路与系统理论的发展和演化。涵盖线性电路的时域分析，线性电路的频域分析，通信电路系统的仿真方法，非线性电路的时域分析非线性动态系统的混沌过程方法，人工神经网络分析方法等方面内容。兼顾接受能力。力争为以后的研究工作，在方法和概念上打下基础。运用一些新的交叉学科理论培养综合创新能力。现代电路与系统

现代电路与系统 近来，随着通信技术、计算机科学技术及大规 模集成电路等学科的飞速发展，电路与系统的理 论及分析方法，在向现代电路与系统理论的发展 和演化。 涵盖线性电路的时域分析，线性电路的频域分 析，通信电路系统的仿真方法，非线性电路的时 域分析，非线性动态系统的混沌过程方法，人工 神经网络分析方法等方面内容。 兼顾接受能力，力争为以后的研究工作，在方 法和概念上打下基础。 运用一些新的交叉学科理论培养综合创新能力。 课程介绍

武汉理工大学课程介绍HTTP.J/WWW.WHUTEDU.CN参考书《现代电路理论》邱关源等编著，高等教育出版社《现代电路分析》杜普选等编著，清华大学出版社《现代电路理论与设计》杨志民等编著，清华大学出版社《非线性电路》，刘小河等编著，机械工业出版社现代电路与系统

现代电路与系统 课程介绍 • 参考书 –《现代电路理论》邱关源等编著，高等教育出版社 – 《现代电路分析》杜普选等编著，清华大学出版社 – 《现代电路理论与设计》杨志民等编著，清华大学出 版社 – 《非线性电路》，刘小河等编著，机械工业出版社

武汉理工大学课程介绍HTTP-J/WWW.WHULEDU.CN主要内容一线性电路的分析一非线性电路分析现代电路与系统

现代电路与系统 课程介绍 • 主要内容 –线性电路的分析 –非线性电路分析

武汉理工大学现代电路的基本知识HTTP-J/WWW.WHUTEDU.CN现代电路与系统的概念：一使用现代数学、物理的分析方法对电路与系统进行分析和研究现代电路与系统理论方法的特点一使用现代各种线性代数矩阵理论对线性电路系统进行分析，使用现代非线性理论一混沌、分形、人工神经网络等理论对非线性电路系统进行分析。现代电路与系统

现代电路与系统 现代电路的基本知识 • 现代电路与系统的概念： – 使用现代数学、物理的分析方法对电路与系统 进行分析和研究 • 现代电路与系统理论方法的特点 – 使用现代各种线性代数矩阵理论对线性电路系 统进行分析，使用现代非线性理论—混沌、分 形、人工神经网络等理论对非线性电路系统进 行分析

武汉理工大学现代电路的基本知识HTTP:J/WWW.WHUTEDU.CN：基本概念：实际电路：·由电子元、器件连接而成的硬件实体。现代电路除了硬件部分以外，往往还包括相应的软件部分。一电路理论：·研究电路的基本规律及其基本分析方法的科学其研究的对象是电路模型而不是实际电路电路模型简称为电路。一电路设计：·以电路理论为基础，从工程应用的角度研究电路的综合和实现方法。现代电路与系统

现代电路与系统 现代电路的基本知识 • 基本概念： – 实际电路： • 由电子元、器件连接而成的硬件实体。现代电路除 了硬件部分以外，往往还包括相应的软件部分。 – 电路理论： • 研究电路的基本规律及其基本分析方法的科学，其 研究的对象是电路模型而不是实际电路，电路模型 简称为电路。 – 电路设计： • 以电路理论为基础，从工程应用的角度研究电路的 综合和实现方法

武汉理工大学现代电路的基本知识HTTP-J/WWW.WHULEDU.CN电路的基本分类：线性电路与非线性电路：·按组成电路的元件特性来定义（传统定义）·按电路输入-输出的关系来定义（端口定义）时不变电路与时变电路·传统定义·端口定义无源电路和有源电路·传统定义·端口定义连续时间系统、离敷时间系统和取样数据系统现代电路与系统

现代电路与系统 现代电路的基本知识 • 电路的基本分类： – 线性电路与非线性电路： • 按组成电路的元件特性来定义（传统定义） • 按电路输入-输出的关系来定义（端口定义） – 时不变电路与时变电路 • 传统定义 • 端口定义 – 无源电路和有源电路 • 传统定义 • 端口定义 – 连续时间系统、离散时间系统和取样数据系统

武汉理工大学现代电路的基本知识HTTP:J/WWW.WHUTEDU.CN电路如图所示。其中，电路的输入为讠，电路的输出支路由电容C和独立电压源V组成。电容上的初始电压为V输出电压为V。试判断虚线框中电路的输入-输出关系是否满足齐次性和可加性，从而判断该电路是线性电路还是非线性电路。+VoECVo+V现代电路与系统

现代电路与系统 现代电路的基本知识 • 电路如图所示。 其中， 电路的输入为iS，电路的输出支路 由电容C和独立电压源VS组成。电容上的初始电压为V0。 输出电压为vo。试判断虚线框中电路的输入－输出关系是 否满足齐次性和可加性，从而判断该电路是线性电路还是 非线性电路。 − S + i V0 VS vo + − C

武汉理工大学现代电路的基本知识HTTP-J/WWW.WHULEDU.CN解：（1）讨论齐次性根据题意：dt +V +VsV。 = Vc + Vo +V当电路的输入is增大α倍变为αis时，输出电压为：isdt + V + Vs + av由上式可以看出，由于存在电容的初始电压V项和独立电压源V项，因而当电路的输入增大α倍时，输出并不是也增大α倍。即电路的输入一输出关系不满足齐次性。当然，如果该电路的初始条件V=0、独立电压源V=0，则电路的输入一输出关系满足齐次性。现代电路与系统

现代电路与系统 现代电路的基本知识 S t o C S i S d V V C v = v +V +V = + +  0 0 0 1  解：（1）讨论齐次性 根据题意： 当电路的输入iS增大α倍变为αiS时，输出电压为： S o t o S i d V V v C v    = + +   0 0 ' 由上式可以看出，由于存在电容的初始电压V0项和独立电压源 VS项，因而当电路的输入增大α倍时，输出并不是也增大α倍。即 电路的输入－输出关系不满足齐次性。 当然，如果该电路的初始条件V0=0、独立电压源VS=0，则电路 的输入－输出关系满足齐次性

武汉理工大学现代电路的基本知识HTTP-J/WWW.WHULEDU.CN（2）讨论可加性根据可加性的定义，如果该电路有两个输入is,和is2，则输出电压为：, +is2)dt +V+Vs avo1 +avo2可见，该电路的输入一输出关系不满足可加性。由于该电路既不满足齐次性也不满足可加性，因而该电路是一个端口非线性电路。但是，根据传统的线性电路的定义，该电路由线性元件和独立源组成，因此属于传统线性电路。由此可以看出，传统的线性电路不一定是端口型线性电路。现代电路与系统

现代电路与系统 现代电路的基本知识 （2）讨论可加性 根据可加性的定义，如果该电路有两个输入iS1和iS2，则输 出电压为： 1 2 0 1 2 0 ' ( ) S o o t o S S i i d V V v v C v     = + + +  +  可见，该电路的输入－输出关系不满足可加性。 由于该电路既不满足齐次性也不满足可加性，因而该电路是一 个端口非线性电路。 但是，根据传统的线性电路的定义，该电路由线性元件和独 立源组成，因此属于传统线性电路。由此可以看出，传统的线 性电路不一定是端口型线性电路