保持《電路分析基礎》(第4版)的體系篇章不變,依照《電子電氣基礎課程教學基本要求》增加“雙口網絡“的內容;加強”網絡函數“概念,作為聯(lián)系三大基本方法的紐帶;增添建模方法、大信號模型、小信號模型以及磁通的兩種分解方法等內容聯(lián)系后續(xù)有關課程;繼續(xù)按照教科書是為學生提供閱讀材料而不是為教師提供現(xiàn)成講稿的觀點修訂完善其余內容。
《電路分析基礎》(第4版)出版已屆十年,修訂后成本書,即《電路分析基礎》(第5版)。本書仍遵循《簡明電路分析基礎》提出的基本結構(一個假設、兩類約束、三大基本方法)和體系(電阻電路、動態(tài)電路),故仍屬其普及版。
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本版做了哪些修訂?主要部分,簡述如下:
(1)根據《“電路分析基礎”課程教學基本要求》增添了“雙口網絡”部分,與單口網絡同處“分解方法”一章——第四章。從第一章的單口元件、雙口元件到第四章的單口網絡、雙口網絡,無一不是在闡明它們的電壓、電流關系(VCR),只是后者是由眾多元件組成、具有特定的端口而已!疺CR是元件、網絡本身性質的反映,與所接外電路無關。一個10Q的線性電阻,在任何外接電路情況下,其VCR總是u=10i,單口網絡、雙口網絡亦復如是。唯其如此,我們才得以把它們從電路整體中分割出來加以研究,并由此形成本書三大基本方法之一的分解方法。由整體到群體再回到整體,這便是分解方法的基本思路,作為“群體”,雙
,口網絡部分宜于列入第四章。原在第二章的“互易定理”,作為雙口網絡的定理,相應地也移入第四章。
(2)梳理了第二篇動態(tài)電路時域分析的內容,特別是二階電路部分。本篇一直以下列兩點為主題。一是:強調初始儲能也可看成是電路的激勵,從而使非零初始狀態(tài)動態(tài)電路得以作為線性電路處理,引入零輸入響應、零狀態(tài)響應的概念,構成全響應的一種分解模式。另一是:對響應的期望問題。不論是信號的輸入還是電力開關的操作,會達到既定目標嗎?需要多長時間?這便是傳統(tǒng)的過渡過程分析,通常限于直流激勵和交流激勵。前一主題是現(xiàn)代電路、系統(tǒng)理論的重要內容,本書自應十分重視,但作為基礎課,且尚有“信號與系統(tǒng)”課程,處理求解零狀態(tài)響應問題確有其難處,特別是在二階電路部分。實際上,零狀態(tài)條件下的全響應便是“零狀態(tài)響應”,而利用經典方法求解直流或交流二階電路的全響應并不困難!不必拘泥于兩種不同分解方式。按此思路對二階電路一章內容作了梳理。相應地,在一階電路_二章也順便作了配合、準備,例如表6-3。
(3)適當改寫了網孔分析、節(jié)點分析一章。傳統(tǒng)方法:引入自電阻、互電阻或自電導、互電導概念,便于對只含線性電阻、電壓源或只含線性電阻、電流源電路列寫方程,歷史悠久,F(xiàn)代方法:仍可選網孔電流、節(jié)點電壓為求解對象,但強調直接根據KVT或KcL列出所需的網孔電流方程或節(jié)點電壓方程,適用面寬。以現(xiàn)代觀點為主,運用自電阻等概念為輔,改寫了這章,并引入“超網孔”、“超節(jié)點”等內容以資配合。
。4)網孔分析、節(jié)點分析均立足于電路的單個元件,需要知道它們的參數或VCR。作為元件群體的參數——網絡函數游弋穿梭于三大基本方法之間,充當電路副參數的角色,十分重要。但網絡函數定義中的激勵是指理想電壓源或理想電流源,對含內阻的實際電源,在電路模型中只能把內阻劃入網絡函數之中。這相當于傳統(tǒng)教材中在闡述疊加定理時,指出電源不作用時,其內阻仍需留在電路中。這樣,在需要考慮電源內阻時,對電路模型,就會出現(xiàn)策動點電阻和輸入電阻;轉移電壓(流)比和電壓(流)增益等類似名詞。按照本書規(guī)定,在修訂有關章、節(jié)、例題內容時,一一作了梳理,避免含混不清。
。5)技術基礎課,理論性較強,如何聯(lián)系實際?見仁見智,各有千秋。本次修訂,選擇二極管和晶體管的模型化作為聯(lián)系實際的主題,涉及四章。如此安排原因:一是有利于對本課程有關內容的理解;二是顯示本課程為電子電路準備了必要的電路基本知識。模型化是本課程討論問題的出發(fā)點,但前幾版對模型化的例子,鮮有涉及;對組成晶體管模型所必需的受控源元件,提出的依據似感不足,使人感到抽象。這次修改,實際上也涉及非線性電阻電路分析,無形中,結合實際擴大了知識范圍。具體安排:第一章(1一11),建;痉椒、二極管大信號模型;第二章(2-5),晶體管大信號模型;第三章(3-5),晶體管小信號模型;第十章(例10-7),二極管小信號模型。安排是與該章主題配合的,使人感到“學了電路分析在電子電路課程是有用的”。例如,小信號模型安排在與疊加方法有關的章、節(jié)中,以便正確理解小信號模型的淵源。修訂時,力求避免與電子電路課程所述內容雷同,例如,用背靠背的兩個PN結說明晶體管的作用,不談半導體導電理論,用輸入與輸出的轉移特性說明直流偏置的作用等。與零星選些有關習題相比,這樣做較系統(tǒng)。但屬初次嘗試,是否可行?
第一篇 總論和電阻電路的分析
第一章 集總參數電路中電壓、電流的約束關系
1.1 電路及集總電路模型
1.2 電路變量——電流、電壓及功率
1.3 基爾霍夫定律
1.4 電阻元件
1.5 電壓源
1.6 電流源
1.7 受控源
1.8 分壓公式和分流公式
1.9 兩類約束KCL、KVL方程的獨立性
1.10 支路分析
1.11 建模的兩種方法二極管模型
習題
第二章 網孔分析和節(jié)點分析
2.1 網孔分析
2.2 節(jié)點分析
2.3 含運算放大器的電阻電路
2.4 電路的對偶性
2.5 晶體管的大信號模型
習題
第三章 疊加方法與網絡函數
3.1 線性電路的比例性 網絡函數
3.2 疊加原理
3.3 疊加方法與功率計算
3.4 數模轉換器的基本原理
3.5 晶體管的小信號模型
習題
第四章 分解方法及單、雙口網絡
4.1 分解的基本步驟
4.2 單口網絡的電壓電流關系
4.3 單口網絡的置換——置換定理
4.4 單口網絡的等效電路
4.5 一些簡單的等效規(guī)律和公式
4.6 戴維南定理
4.7 諾頓定理
4.8 最大功率傳遞定理
4.9 T形網絡和n形網絡的等效變換
4.10 雙口網絡的電壓電流關系
4.11 互易雙口 對稱雙口
4.12 端接雙口
習題
第二篇 動態(tài)電路的時域分析
第五章 電容元件和電感元件
5.1 電容元件
5.2 電容的VCR
5.3 電容電壓的連續(xù)性質和記憶性質
5.4 電容的儲能
5.5 電感元件
5.6 電感的VCR
5.7 電容與電感的對偶性 狀態(tài)變量
習題
第六章 一階電路
6.1 分解方法在動態(tài)電路分析中的運用
6.2 零狀態(tài)響應
6.3 階躍響應沖激響應
6.4 零輸人響應
6.5 線性動態(tài)電路的疊加原理
6.6 三要素法
6.7 瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)
6.8 子區(qū)間分析——方波激勵的過渡過程和穩(wěn)態(tài)
習題
第七章 二階電路
7.1 LC電路中的正弦振蕩
7.2 RLC串聯(lián)電路的零輸入響應
7.3 RLC串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應和全響應
7.4 GCL并聯(lián)電路的分析
習題
部分習題答案(上冊)