电路分析精选(九篇)

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第1篇：电路分析范文

关键词：放大电路；叠加定理；基尔霍夫定律；戴维南定理；分析

1 引言

晶体管放大电路的分析一般分为静态分析和动态分析两部分。在进行放大电路的分析时，恰当地运用电路定理，可以使放大电路的分析迎刃而解。

2 用叠加定理分析放大电路

晶体管放大电路在工作时，三极管各极电流和电压的瞬时值既有直流分量，又有交流分量，即电路处于交直流共存的状态。如果把交直流同时进行分析，很不方便，所以，一般把晶体管放大电路的静态和动态分开来进行分析。放大电路没有信号输入时的工作状态称为静态，放大电路有信号输入时的工作状态称为动态。静态分析的主要任务是确定放大电路的静态值（直流值）IB、IC、UCE。放大电路的质量与静态值关系很大。动态分析的主要任务是确定放大电路的电压放大倍数Au、输入电阻ri和输出电阻ro，[1]只考虑其中的交流分量。晶体管工作在放大区时，可以看成是一个线性元件，放大电路就可以看成是一个具有两个独立源，即交流电源和直流电源的有源线性网络。根据叠加原理，电路中的电流和电压等于直流分量和交流分量的叠加。

3 用基尔霍夫定律分析放大电路

在固定偏置电路中，根据基尔霍夫定律可分析电路的静态工作点。分析三极管放大电路的静态工作点，需要画出直流通路。静态时，电路中没有交流信号，由于电容“隔直”的作用，直流电流能通过的电路部分就形成放大器的直流通路。固定偏置电路直流通路如图1所示。

根据基尔霍夫电压定律（KVL），可列回路电压方程IBQRB+VBEQ-VCC=0，变形即得IBQ=（VCC-VBEQ）/RB，同理可得ICQRC+VCEQ-VCC=0，变形即得VCEQ=VCC-ICQRC。可见，应用基尔霍夫电压定律可以很方便地求出三极管放大电路的静态值IBQ、VCEQ。[2]

4 用戴维南定理分析放大电路

进行动态分析时，首先要作出放大器的交流通路。电路在交流信号下，由于电容“通交”的作用，当耦合电容c1、c2容量足够大时，容抗近似为零，对交流信号来说可看作短路；直流电压源的内阻很小，交流电流通过直流电源时，两端无交流电压产生，所以画交流通路时，直流电源可看成短路，即直流电源的正负极连接通地。交流通路如图2所示。对于小信号微变量，由交流通路可得放大电路的微变等效电路，如图3所示。

利用基本放大电路的微变等效电路，根据戴维南定理可计算放大电路的输入电阻和输出电阻。

从信号源往放大电路里边看，放大电路的输入回路就是一个无源二端网络，根据戴维南定理，该无源二端网络的等效电阻等于放大电路的输入电阻。即

通常RB>>rbe，因此Ri≈rbe。

放大电路对负载而言，相当于一个信号源。从负载端往放大电路里边看，放大电路的输出回路就是一个有源二端网络，放大电路的输出电阻就等于该有源二端网络的等效电阻。根据戴维南定理，电流源βib等于零时，即电流源βib所在支路开路时，该有源二端网络的等效电阻等于放大电路的输出电阻。即

ro=RC

根据戴维南定理也可以很方便的求出分压式偏置电路的输入电阻和输出电阻。分压式偏置电路的交流通路和微变等效电路如图4所示。

利用分压式偏置电路的微变等效电路，根据戴维南定理，分压式偏置电路的输入电阻为

ri=RB1//RB2//rbe

同理，输出电阻为 ro=RC

掌握放大电路的分析方法，恰当地运用电路定理，不仅可以分析放大电路的工作情况和性能指标，而且也可以根据预期性能指标设计放大电路。

参考文献

[1]袁明文，谢广坤.电子技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2013：31.

第2篇：电路分析范文

关键词：汽车电脑　D型集中控制武　燃油控制电路　分析　检修

中图分类号：U46　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2010)012-034-02

D型(压力型)集中控制式，称为Motronic(莫特朗尼克)系统，全称是闭路电子控制多点燃油顺序喷射系统，由上海大众汽车有限公司与德国博世(BOSCH)公司联合开发的一种新型电子燃油喷射系统，其特点是将点火系统与燃油喷射系统于一体。Motronic 1.5.4电脑已广泛应用于桑塔纳2000GLi、世纪新秀、奇瑞QQ、长安、一汽夏利等车型。因此对汽车电脑Motronic 1.5.4的故障分析和检修有普遍意义。

1　燃油控制电路分析

1.1　油泵继电器控制电路分析

闭合点火开关，来自PIN48、PIN49的霍尔传感器信号送到30311芯片的第3脚，如图1所示：在30311芯片内部整形并驱动后由30311芯片的第1脚输出送至CPU-B58468芯片的第36脚，在CPU-B58468芯片内部处理后从第67脚输出低电平驱动信号，经B58290芯片内两次驱动后由第16脚输出至PIN3(油泵继电器线圈)使油泵继电器吸合，油泵开始工作。

1.2　喷油器控制电路分析

CPU-B58468芯片根据进气压力传感器、温度传感器、节气门位置传感器、转速传感器提供的信号参数，经CPU-B58468芯片计算处理并优化后由CPU-B58468芯片的第1、2、3、5脚输出高电平，送至30373芯片的第1、2、14、15脚，由30373芯片内部反向放大增加驱动能力后的第3、5、11、13脚输出接通PIN17、PIN18、PIN 34、PIN35。四个喷油器按照一定脉宽喷油，电路如图1所示。

1.3　空燃比控制电路分析

空燃比控制电路由氧传感器信号提供，工作过程如下：由PIN10和PIN28提供的氧传感器信号加到30311芯片的第6、11和7、9脚，在30311芯片内部放大处理后从第10脚输出至CPU-B58468的第15脚，在CPU-B58468内部A／D转化为数字信号后，CPU-B58468根据该数字信号的大小对可燃混合气的浓度进行调整(用来对喷油时间进行修正)，以达到可燃混合气空燃比保持在理论值附近，电路如图1所示。

2　故障分析与检修

2.1　油泵继电器不吸合的故障分析与检修

现象：一款桑塔纳2000GLi型轿车，1998年型，在行驶中突然发抖之后熄火，汽车不能启动。经检查无燃油压力。汽油泵、油泵继电器、保险丝正常，原因是油泵继电器不吸合即汽车电脑有故障。

故障分析与检测：拆检汽车电脑(1)给电脑板加电，同时用波形信号发生器模拟转速信号加至电脑板PIN48、PIN49。检测CPU-B58468芯片的第67脚输出是否为低电平，在供电正常情况下若没有低电平信号则更换CPU-B58468芯片；实测是CPU-B58468芯片的第67脚输出为低电平。(2)检测B58290芯片的第16脚否为低电平，若是低电平信号则说明油泵控制电路工作正常，故障在电脑板外部电路，若不是低电平信号则说明B58290芯片周围电路有故障。实测是B58290芯片的第3脚有信号输入而B58290芯片的第16脚无电平，检测电路正常。更换B58290芯片后试车一切正常。

2.2　喷油器不喷油的故障分析与检修

现象：一款桑塔纳2000GLi型轿车，1999年型，在行驶中突然抖动之后熄火，汽车不能启动。经检查燃油压力较高，启动时手触喷油器无振动，检查其它正常。最后确定喷油器不喷油是电脑有故障。

故障分析与检测：拆检汽车电脑(1)给电脑板加电，同时用波形信号发生器模拟进气压力信号、温度信号、节气门开度信号、转速信号等加至电脑板信号端。检测CPU-B58468芯片的第1、2、3、5脚输出是否为高电平，若不是高电平信号则更换CPU-B58468芯片。实测CPU-B58468芯片的第1、2、3、5脚输出为高电平。(2)检测30373芯片的第3、5、11、13脚否为低电平信号，若不是低平信号则检测CPU―B58468的第1、2、3、5脚与30373芯片的第3、5、11、13脚是否开路，实测30373芯片的第3、5、11、13脚无开路，30373芯片电路正常。更换30373芯片后喷油器喷油正常，试车一切正常。

2.3　冒黑烟的故障分析与检修

现象：一款桑塔纳2000GLi型轿车，1998年型，在行驶中冒黑烟。

故障分析与检测：拆检汽车电脑(1)给电脑板上电，按图2的方法用1KΩ电位器和4.7KQ的固定电阻模拟氧传感器信号接到PINIO和PIN28，改变1K电位器的阻值同时检测30311芯片的第6、11脚有无电压变化，如果没有变化则说明30311芯片与PIN6、PIN9、PIN11、PIN7之间开路，用万用表检测即可，实测30311芯片的第6、11脚有无电压变化。(2)如果没有变化则继续测量30311芯片的10脚有无电压变化，如果没有，则30311芯片损坏或其周围元器件损坏，实测30311芯片的10脚有电压变化。(3)如果有电压变化则应测量CPU―B58468芯片的第15脚有无电压变化，如果没有说明CPU―B58468芯片与30311芯片之间有开路，实测CPU-B58468芯片的第15脚无电压变化。(4)如果没有电压变化用示波器检测CPU-B58468芯片的第1、2、3、5脚的喷油脉宽是否有变化，实测有变化。如果有变化说明程序运行不正常，更换存储器27C512芯片及B58253芯片或者对27C5 12芯片程序重写，在这次维修过程中检测27C512芯片及B58253芯片的静态电压值与标准值比较基本一致，用汽车故障诊断仪V.A.G 1551对27C5 12芯片及B58253芯片程序重写后正常(5)如果有变化则测量30373芯片的第11、13、3、5脚的脉宽是否有变化，如果没有变化则更换30373芯片。如果有变化说明电脑板工作正常，请进一步检查其它电路及器件。

3　小结

汽车电脑一种可靠性高的电子控制装置，出现故障的原因往往是由于操作不当造成的，由于其价格昂贵，为降低修理成本、节约资源。有必要对电脑进行检修。在维修过程中有些车型的电脑板芯片资料较为短缺，有些芯片型号市场上购置较难，这对汽车电脑板的维修也带来一定难度。

参考文献：

第3篇：电路分析范文

关键词：案例库；教学效果；学习兴趣

Design and application of case database for circuit analysis fundamental

Liu Minhua， Jia Xianyu

Yangzhou university， Yangzhou， 225009， China

Abstract： Circuit analysis fundamental plays the role of preceding and the following all other major courses in majors about electric and information. Thus teaching effect of this course have a direct impact on the students in such majors. This essay proposes establishing case databases according to classifications and leading typical cases into the classes systematically. This helps students to establish systems of course structures and major structures， broaden their major horizons and increase their major quelities. So this method can efficiently improve the teaching effects.

Key words： case database； teaching effects； study interes

电路分析基础是电气信息类专业重要的专业基础课，在整个专业计划中起着承上启下的作用，其教学目的是通过学习使学生掌握所学专业的基本理论和基本技能，建立专业知识体系结构，培养专业素养，教学效果将直接影响学生的学习兴趣和学习效果，更重要的是影响后续专业课程的学习。为夯实基础，不断提高教学，笔者在电路分析基础教学过程中对传统的教学方法及教学手段进行创新，尝试分类质量建立案例库，将案例有规律有系统地引入课堂，教学效果明显提高。

1 案例库设计的目的

案例教学法是一种集启发、实践、理论联系实际于一体的教学方法，可以引导学生运用所学知识，对案例进行分析研究，培养学生对知识的应用意识和潜在的思维创新能力，养成科学分析问题、解决问题的习惯。现代高等教育中案例教学法已被广泛应用，同时也在电路分析基础教学中得到应用。但如何更系统、规律、有效地在课程教学中应用案例教学法一直是我们探索的问题。分类建立案例库，教学中的各个环节适时引用相应的案例库，可以更有效地解决这个问题。

案例库不是个体案例的堆积，而是将与课程相关的典型案例按一定规律分类归纳整理，建立各种不同的案例库。案例库可分为名人典故案例库、课程体系结构案例库、专业体系结构案例库、课堂引导案例库、课堂讨论案例库、课外思考案例库、问题型案例库等，针对教学中的不同环节，适时恰当地引用相关的案例库，可以使学生更系统地构建课程知识体系结构、专业知识体系结构，扩大学生的专业视野，提高专业素养和学习兴趣，有效地提高教学效果。

2 案例库的设计

针对电路分析基础教学的现状及特点，笔者尝试设计建立了名人典故案例库、课程体系结构案例库、专业体系结构案例库，通过建立使用这些案例库，教学效果明显提高。

（1）电路分析基础教材中一些原理、单位都是以人名定义的，如基尔霍夫定律、戴维宁定理、诺顿定理等，将这些典故设计成名人典故案例库，并且将电路分析基础课程中用到的相关内容（如安培、伏特、欧姆、瓦特、法拉第等）加入到该案例库中，使学生了解每个重要知识点的渊源，增加学生的专业知识底蕴，激发学生探究新知识的欲望。

（2）把握电路分析基础课程脉络，将主要知识点应用的典型案例归结到课程后续的知识点上，建立专门的案例库，设计并建立链接表。表1为电路分析基础课程体系结构案例库链接表。

表1 电路分析基础课程体系结构案例库链接表

注：代表案例链接

例如，输入电阻知识点在学习过程中看起来比较枯燥，但通过表1链接的戴维宁定理和一阶电路的典型案例，可以了解该知识点在整个课程中的重要性。又如，回路电流法、结点电压法是直流电路分析的系统方法，也是后面正弦交流电路、运算电路的分析方法，在学习过程中通过链接表1案例库中的典型应用案例，可以帮助学生将分析电路的思路从直流拓展到频域和复频域，从而可以解决正弦电路、运算电路的问题，同时学生也能构建课程体系结构。

第4篇：电路分析范文

【关键词】Matlab；电路分析；直流电路

1.概述

《电路分析》这门课程几乎是所有高等院校电子、通信、自动化等专业的专业基础课，一般是在大一的时候进行学习，为之后学习专业课奠定基础。由于它是学生进入大学首先接触到专业课之一，因此学生对这门课程的掌握程度不仅影响后续课程的学习，也直接关系到学生对所学的专业是否产生兴趣。

2.直流电路分析的一般方法

直流电路分析属于《电路分析》课程中的一个重要部分，也是学生掌握的一个重难点内容。通常可以采用支路电流法、节点电压法、网孔电流法来进行分析。但是在求解的过程中会大量地应用到代数方程组和矩阵运算，而学生掌握的高数知识还不足以解决这一问题，因此这些繁琐的数学工作一方面极大的降低了学生学习的兴趣，影响学生的自信心，另外一方面，学生花费大量的精力在数值求解工作上，导致课程的理论、原理和方法难以突出，不符合素质教育的宗旨。

因此在实际教学过程中，老师往往重点给学生讲解如何分析电路，怎样列方程，而对于方程的求解一般是一笔带过。这种教学方法使学生所学的知识局限于纸上谈兵，从素质教育方面来说，没有引导学生积极探索解决问题的方法，而是逃避问题，不能培养学生今后解决实际问题的能力。

3. Matlab在直流电路分析中的应用

3.1 Matlab软件

在比较复杂、方程数目较多的直流电路中，如果使用手工进行求解会显得十分繁琐，而用C、FORTRAN语言进行建模与仿真，不仅需要花费大量时间生成矩阵，而且还需要编写复杂的程序生成可进行分析的图像，这样就会造成仿真程序冗长、可读性差，还需要花费较长的时间进行调试。Matlab软件的出现解决了以上问题，同时Matlab 提供的Simulink工具可直接建立电路模拟模型，随意改变模拟参数，并且立即可得到修改后的模拟结果， 进一步省去了编程的步骤。

3.2 Matlab分析直流电路的主要方法

3.2.1 工具箱

Matlab拥有一系列具有不同功能的工具箱，可以直接通过使用这些工具箱进行电路、电力系统、自动控制等方面的建模与仿真，因此很多学者也研究讨论了用这些工具箱来对直流电路进行求解。

如图1所示的电路，用网孔电流法分析求解电流I1 和I2。在图1中，首先建立网孔电流方程，然后在S IMULINK建立其数学模型如图2所示，当给定数据后即可进行仿真。这种在SIMULINK建立电路的数学模型很方便，仿真更容易，其结果可直接在/示波器上读取。另外，同一电路可很方便地采用多种方法进行分析。

3.2.2用M文件分析直流电路

用工具箱进行直流电路的求解比较简单易学，但是这些工具箱全部由M文件组成，如果仅仅会使用工具箱，就会无法真正全面地应用Matlab。当需要实现某个特殊功能，而此时Matlab工具箱中不存在此功能或者丢失相应文件时，就会阻碍问题的解决。因此，本文主要围绕用Matlab中的M文件对直流电路进行分析和求解。

在用M文件分析直流电路时，首先建立矩阵方程，然后建立一个M文件以备编写程序，然后设置好初始值，然后将已列举的矩阵方程写入程序中，最后采用相应的数值方法对方程组进行求解。对于直流电路中建立的线性矩阵方程组，通常使用Matlab软件中的左除法即可求解方程组。下面以图1电路为例说明用Matlab分析直流电路的步骤。设图1中US=20V，IS=10A，R1=3Ω，R2=6Ω，R3=8Ω。求支路电流I1和电阻R2两端的电压U。

解题步骤如下：

1）列些矩阵方程

先确定电路为直流电路，建立数学模型，也就是写出描绘电路状态变化的方程组，然后求解方程组，得出所求的电压和电流。根据图1采用回路电流法，可以列出方程组如下所示

2）建立M文件进行求解

第5篇：电路分析范文

[关键词]电路分析 直流电路 交流电路 复杂电路 电阻

[中图分类号]TM1[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)02-0128-01

1 利用作图方法可方便地交流电路进行解题

利用图形,可将抽象问题转化为直观形象,此方法主要适用于交流电路。求解过程紧紧抓住三个三角形,即电压(电流),阻抗(导纳),功率及其之间联系,难题往往迎刃而解。

例1 已知图一中电容为0.01μF,输入电压u=sin1200tV,欲使输出电压滞后输入电压600,应配R=?uc=?

分析:该电路为R―C串联电路,通过作作图,U与Uc之间关系一目了然,求解简便快捷。

解:由图二知,,,构成了电压三角形。

(1)tg30°=

R==

R=4.6×104Ω

(2)在三角形中,有sin30°=

=sin300×U==0.5V

2 利用待定系数法对两个网孔以上的复杂直流电路可方便求解

充分利用已知条件,使未知量与已知量发生联系,减少未知量个数,让求解过程简明快捷。

例2 在图三中,已知R1=3Ω,R2=5Ω,R3=R4=4Ω,R5=0.125Ω,I5=0.25A,求E。

分析:此题为复杂电桥电路,最易想到用支路电流法求解,但此法累赘。为简便,可设I1与I3(见图三)。

则I2=I1-I5=I1-0.25

I4=I3+I5=I3+0.25

根据KVL定律,可列下式(绕行方向顺时针)

3 利用倒推法对两个网孔以上的复杂直流电路可方便求解

有些电工题往往知“果”求“因”。此时,可充分利用已知条件列式,步步逼近未知。例3在图四中,已知R1=10Ω,R2=6Ω,R3=3Ω,R4=5Ω,Uba=4V,求E的大小。

[分析]此题看似摸不着头绪,实则先将a点接地,采用倒推思路方法,其过程如下:

Uba求a、b大小,得出I1、I2、E三者关系,得E大小。

解:a接地

a=0,b=Uba=4V,I1=,I2=

b=R1I1-R3I2=10×-3×=4

E=16V

4 利用对比法对电磁场的题目可方便求解

磁学中概念繁多,相互联系亦较多,解题往往多采用对比法以辨差异、识本质。比如对右手定则、左手定则、右手安培定则,学生极易混淆,欲正确解题,首先要区分三者概念及其存在条件,归纳于表1。

例4 判断图五导体电流方向。

分析:此题貌似相同,细心研究会发现(a)图箭头符号为F,(b)图箭头符号为V,由对比表可知,(a)图中的F表示受力方向,用左手定则判断,电流方向向里。(b)图中的V表示运动方向,所以用右手定则判断,电流方向向外。

[参考文献]

[1] 黄军辉.《电工技术》.人民邮电出版社,2006.2.

[2] 彭克发.《电工技术基础》.中国电力出版社,2007.8.

[3] 曾令琴.《电路分析基础》.人民邮电出版社,2008.5.

第6篇：电路分析范文

《电路分析基础》是高等学校电气信息类专业的专业基础课，存在着“学时少，要求高”的特点，然而教学中对课程的应用却越来越广泛。在这种教学背景下，既要调动学生的学习积极性，又要培养学生积极探索的专业基础技能，同时还要拓宽学生的知识面，激发学生探究未知的潜能和动力，这是课程教学当中亟待解决的问题。为此，本文探索采用案例教学法，着力培养学生的创新和实践能力。

1教学现状分析

《电路分析基础》是90%以上大学专业课的基础，更是电气信息类多个学科的必考课程，在整个专业教学体系中起到承上启下的重要作用。根据大纲要求，课程的教学目的，是要通过学生学习，掌握电路的基本理论和基本分析方法，建立一般电路系统的数学模型，训练学生具备必要的实验技能，为后续课程的学习打下基础。课程的教学好坏将直接影响学生的专业发展水平。近年来，为了提高教学效率，许多教师呕心沥血，《电路分析基础》课程的教学方式有了很大创新，但依然没有脱离传统中的“填鸭式”教学模式。对于教师来说，如何让《电路分析基础》的教学专业化，高效化、才是最值得研究的课题之一。

2案例教学法的作用及特点

案例教学法由19世纪70年代美国哈佛大学法学院院长首创， 与讲授法不同，案例教学法是根据教学大纲规定的教学目的和要求，以代表性、典型性和新颖性的案例为基本素材，在教师的精心策划和指导下进行的一种师生共同参与的学习方法，有助于学生通过有效的方式，得到内化的知识，并且通过内化的形式，消化汲取理论，加深对知识、理论、方法的理解和应用，也能帮助学生提高表达的技巧，增强与人协作的能力。运用案例法进行教学，让学生进入特定环境和特定问题中，身临其境去探索、学习处理实践中的一些问题，培养学生多方面的实践能力。

案例教学法注重对学生能力的培养。在案例教学过程中，教师要精心策划引导，学生会进行分析判断，讨论等环节，有效巩固所学的旧有知识，建立知识链接，同时也能提高学生的个体表达能力，交流能力，以及人际交往能力，同时也能增强学生克服困难，自主探索的勇气和信心。

案例教学法着力激发学生学习的主动性。案例教学的过程是从特定的教育情境开始，一直到问题得到有效的解决为结束。在这个过程中，学生必须要经过深入的思考，热烈地讨论和探究，才能获得预期的效果。教师为《电路分析》课程中的一些旧有知识提供解释和理论嫁接，这样就可以从学生的主动性出发，点燃学生对《电路分析》课程的探索热情，激发学生自主探究的动力。

案例教学法能够更有效实现教学目的。因为学生积极的参与，教师的热情策划，案例教学实现了师生合力的有效局面。尤其在《电路分析》基础课程中，只有学生的自主探索才能使其深入理解理论，获得直观的感受，进而促进技能的提升。案例教学法的确能够，提高教学效率。

3案例教学法在《电路分析基础》课程中的应用

在目前的教学背景下，案例教学法已经在各类电子专业课程教学中得到应用，不过由于《电路分析》基础是基础课程，如何有目的、有计划且系统地将案例教学引进课堂，仍然是一个值得探究的问题。因此在《电路分析》课程中，要引进案例教学法，必须要明确教学目的，明确案例教学的基本原则。

3.1案例教学法的设计目的

《电路分析基础》课程着力要培养学生对知识的应用意识，所以运用案例教学法要遵循以下目的：

（1）本着教学双方互动的原则，加强能力培养，通过强调学生的主动参与，变填鸭式教学为自主式教学模式。

（2）培养潜在的思维创新能力，解决学生“学了不会用、没学会有用的”矛盾，注重为后续课程及工作打下坚实基础，解决学生理论与生产实践脱节，以及对具体问题分析能力不足等问题，着力提高专业素养。

3.2案例教学法的设计原则

针对性原则。就是在《电路分析》的案例设计中要有对某一个专题问题的讨论和分析解决的方案。不能事无巨细，更不能涉及的知识面过高的能力要求，基本可以满足学生知识结构与企业需求的对接。

第7篇：电路分析范文

关键词:Multisim电路分析EDA

中图分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)01-0000-00

1引言

电路分析课程是电子、电气、计算机等专业的一门重要的基础课,通过本课程的学习,可以使学生掌握电路的基本理论,分析计算电路的基本方法,掌握进行电路实验的初步技能。

21世纪以来,计算机的应用使电路分析课程发生了很大变化,近代的电路理论引入电路模型,网络拓扑和计算机辅助分析后,应用通用的电路分析软件,就能方便快捷地对节点数较多的实践电路进行直流、频域,时域,非线性和灵敏度等各种分析。

2 Multisim简介

EDA(电子设计自动化)是在CAD(计算机辅助设计)技术基础上发展起来的计算机应用软件技术,它可在微机上实现电子电路的功能设计、逻辑分析、性能测试,EWB的发展经历了从EWB到Multisim等不同的过程,Multisim提供了庞大的元件库及全面集成化的设计环境,完成从原理图设计输入,电路仿真分析到电路功能测试等工作,当改变电路连接或改变元件参数,对电路进行仿真时,可清楚观察到各种变化对电路性能的影响,其主要功能如下:(1)丰富的元件数据库;(2)类型齐全的仿真;(3)高度集成的操作界面;(4)强大的分析功能;(5)强大的虚拟仪器功能。

3 仿真实验应用实践

3.1 现以谐振电路分析为例,说明基于Multisim软件的仿真实验在电路课程教学中的应用图1为RLC串联电路, 正弦电压激励电压有效值 ,频率可调

通过理论分析可求得谐振频率 ,如将正弦电压源频率调至谐振频率,电路发生串联谐振后出现以下特性:

⑴ 电路阻抗达到最小值

⑵ 电路电流最大

⑶ 电路功率因素为1,且 与 同相

⑷ 电感和电容上电压:

⑸ 电路的品质因数

采用Multisim进行仿真实验,在编辑窗口构建仿真模型,调用功能,以电路电流作为输出绘制幅频特性和相频特性,如图2

从幅频特性看出,曲线存在最大值,用游标测出电流达到最大值时有 ,可见理论分析和仿真结果基本相符,将正弦交流电压源的频率设置为谐振频率,接入功率表,交流电压表和电流表,得到的运行仿真结果也和理论一致。

3.2 戴维南定理论证实验

戴维南定理告诉我们,一个含独立源,线性受控源,线性电阻的二端电路N,对其两个端子来说可等效为一个理想的电压源串联电阻的模型,其理想电压源的数值为有源二端电路N的两个端子间的开路电压 ,串联的内阻为N,内部所有独立源等于零(理想电压源短

路,理想电压源开路),受控源保留时两端子间的等效电阻 ,常记为 。

接下来,我们借助Multisim来验证戴维南定理,在图3中连接如图所示的验证电路,将万用表连接于A,B两端,双击万用表,在其面板上按下A按钮,即测量的是电流值,然后打开仿真开关,得到实验结果如图4所示,万用表读数为781.609 ,此为A、B两端的开路电压值 。根据戴维南定理,戴维南等效电阻等于电路的端口开路电压和端口的短路电流的比值,即 ,于是得到了戴维南等效电路,如图5所示。

4结语

第8篇：电路分析范文

关键词：动态电路；MATLAB；Simulink

中图分类号：TP319 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)03-10786-02

1 引言

动态电路的一个特征是当电路的结构或元件的参数发生变化时，例如电路中的电源或无源元件的断开或接入，信号的突然注入等。可能使电路改变原来的工作状态，转变到另一个工作状态，这种转变往往需要一个过程，在工程上称为过渡过程。本文以动态电路理论中一阶动态电路用三要素的方法分析计算、二阶以及二阶以上的动态电路用拉普拉斯变换分析求解为例，讨论了如何分别运用MATLAB语言编程、Simulink模块、电力系统仿真模块集SimPowerSystems的方法来对电路进行仿真分析和计算。同时MATLAB还具有强大的绘图功能，能方便地绘制二维、三维图形和相量图。特别是对于动态过程，通过用图形来显示会更加直观，对于动态过程中某时刻的情况可以有一个定量的认识，且对工程上解决系统处在动态阶段的问题，有一定的指导意义。

2 典型一阶动态电路的分析计算

一阶电路是指可以用一阶微分方程描述的电路，主要是RC电路和RL 电路。运用经典的三要素法用MATLAB语言对其编程，程序容易理解并且可以很快的得到一阶电路的过渡过程。

应用MATLAB 语言编程如下：

例2[2]：图3 所示的一阶电路中，已知R=1Ω，L=1H， us2=5V，us1=Us1mcos(wt)V，其中，Us1m =4V，w=2rad/s，当t=0时开关S由位置1合向位置2。试求：电感电流的全响应，并画出波形。

应用MATLAB 语言编程如下：

程序运行结果见图4所示：

对于一阶电路用三要素法利用MATLAB 语言编程和电路的基本知识可以简单的得到过渡过程，且MATLAB语言比较容易理解，运用MATLAB的画图工具可以把过渡过程反映的很清楚。

3 典型高阶动态电路的分析仿真

在动态电路理论中，二阶也可以用三要素法来求解，但是应用MATLAB的语言编程过于复杂。我们可以应用simulink来进行分析仿真，它的优势是利用基于Windows的模型化图形输入简化编程。另MATLAB还有一个基于Simulink的电力系统仿真模块集SimPowerSystems，这是一个非常好的电路仿真软件，简单易学，不需要自己编程，非常适合于对电路进行计算机动态仿真分析。

运用MATLAB有三种方法可解答此题。

方法一：根据电路理论立微分方程：

由该系统的数学描述可得系统仿真模型如图6所示。

按照上图设置好各模块的参数，然后在MATLAB命令窗口输入以下赋值语句：R=2; L=0.5; C=1.5，进行仿真后在MATLAB命令窗口中给出绘图命令

>>plot(tout,yout),grid ,xlabel('t/s'),ylabel('ut/V') 就可以作出单位阶跃响应的曲线。

方法二：根据拉普拉斯变换分析并仿真

由运算电路可解出该题的单位阶跃响应：

使用Transfer Fcn构建的系统仿真模型如图8。

设置好参数，输入命令仿真后在双击Scope模块，在Scope窗口中的曲线和刚才的一样。

方法三：利用SimPowerSystems模块，将所需的电路元件复制到模型编辑窗口中。并对这些元件赋值连接。仿真框图如图9。

用电力系统工具箱中提供的power2sys('sys', 'ss')函数可以提取出从给定电源到输出端子的状态方程模型，即由电路图模型向状态方程模型转换，根据状态方程模型就可以对整个电路进行频域分析，再由tf()还可以得出系统的传递函数模型。

下面的MATLAB语句可以容易地得出系统的阶跃响应解析式：

该解所表示的数学式子是：

Simulink模块以及电力系统仿真模块集SimPowerSystems对电路进行仿真分析和计算非常方便。选择所需元件拷贝到用户窗口，设置其参数即可获得所需模块，只须鼠标的拖动、设定元件的参数和连线操作，即可进行仿真，使用简单易学。对于动态电路的仿真分析，可以减少调试时间，再利用简单的MATLAB语言可容易的得到系统的传递函数和阶跃响应解析式。

4 结束语

本文通过动态电路理论中的例子介绍了如何应用MATLAB语言编程和Simulink仿真的方法来对复杂电路进行分析和计算。该方法不仅可以节约计算时间、方便地调试电路参数，而且还可以通过图形非常直观地观察到其响应的过渡过程。所以MATLAB在电路理论学科研究与工程实践中具有很好的应用价值。

参考文献：

[1]邱关源．电路（第四版）[M].北京：高等教育出版社，1999.

第9篇：电路分析范文

中图分类号:TN710-33文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2010)16-0008-02

Analysis of Negative Feedback Amplifier Circuit Based on Protel99se

XING Guo-quan

(Xianning College, Xianning 437100, China)

Abstract: The open-loop and closed-loop amplifier circuits are analyzed. The Protel 99se simulation software is used to analyze the static working section, transient charachteristic and AC small-signal. The analysis shows that the negative feedback amplifier circuit can improve the circuit stability, reduce the nonlinear distortion and broaden the transmission bands of the circuit; and that theProtel 99se can provide a mixed emulational function for the advanced analog-digital devices and simulate the circuit comprised of many elements such as TTL, CMOS, BJT, etc.

Keywords: Protel 99se; simulation software; negative feedback; closed-loop amplifier circuit

收稿日期:2010-03-24

基金项目:咸宁学院教研课题(J09125)

随着计算机技术的不断发展,教学手段将变得日益丰富和多样化,原来必须在实验室才能完成的实验及功能演示可以通过计算机在教室里面仿真出来,并可以映射在教室屏幕上。Protel 99 se具有丰富的仿真器件和齐全的仿真功能,使它能胜任大多数电路的仿真工作,构成一个方便、界面友好的用户环境;Protel 99 se的出现给电路分析提供了极大的方便[1-2]。

1 典型电路

图1为两级共射放大电路,图2为带有电压串联负反馈的两级共射放大电路,其反馈网络由R11,C6,R4组成,它可构成交流负反馈电路[3]。

2 静态工作点分析

由于采用的是交流负反馈,理论上分析加入反馈网络后电路的直流工作状态应该不变。在Protel 99 se平台上,选择Simulate下拉菜单,点击Run项,在*.sdf图下方点击Oprating Point就可显示图1和图2电路的静态工作点,发现两个电路的静态工作点是相同的,这与理论分析结果一致[4],如图3所示。

图1 开环放大电路

3 瞬态特性分析

设置信号源幅值为2 mV,频率为1 kHz,在*.sdf图下方点击Transient Analysis就可显示图1和图2电路的输入/输出波形图。从图4可看出,开环放大电路的输出波形存在明显的截止失真;从图5可看出,在输入信号幅值不变的情况下,加入负反馈后消除了非线性失真,并且从中可以算出闭环放大倍数为30,这与理论上分析的在深度负反馈的情况下闭环电路放大倍数ИAF≈1F=1+R11R4=31相吻合。图4和图5清晰地显示了信号传递过程VIc1b2VOУ南辔槐浠过程[5]。

图2 电压串联负反馈放大电路

图3 开环和闭环电路的静态工作点

图4 开环放大电路输入输出波形图

图5 电压串联负反馈放大电路输入输出波形图

4 参数扫描分析

在Simulate下拉菜单中setup选择Parameter Sweep项[6],选中反馈电阻R11,起始值选为1 kΩ,终值选为10 kΩ,步长选为3 kΩ进行分析,于是得到R11变化后的闭环输出信号波形,如图6所示。其中,vo_p01,vo_p03,vo_p06,vo_p08分别显示当R11=1 kΩ,4 kΩ,7 kΩ,10 kΩ闭环状态下输出信号波形图,其放大倍数分别为12.5,30,50,62.5。从中可以发现,随着R11的增大,反馈系数F=R4R4+R11越来越小,闭环系统渐渐退出深度负反馈状态,AF不再近似等于1/F。

图6 电压串联负反馈参数扫描图

5 交流小信号分析

改变电路中V1和V2的设置,在Simulate下拉菜单setup中选择AC Small Signal Analysis项,在*.sdf图中就显示出开环和闭环电路的AC Analysis图。对比图7和图8可以发现,闭环电路电压放大倍数明显减小,电路的通频带变宽,特别是高频部分显著拓宽[7]。

图7 开环放大电路输出信号频率曲线

图8 电压串联负反馈放大电路输出信号频率曲线

6 结 语

通过以上的各项分析,借助于Protel 99 se的仿真软件,则不需购买电子元器件,也不需要示波器、毫伏表、信号源等实验仪器,就可以分析负反馈放大电路的多项性能指标,同时显示出了负反馈对放大电路性能的改善,比如负反馈可以减小非线性失真,降低放大倍数,扩展频带;还可以很方便地进行参数扫描分析,从而获得反馈电阻不同情况下的输出信号波形和闭环电压放大倍数。

Protel 99 se功能强大,还可进行直流扫描分析、温度扫描分析、噪声分析、传递函数分析,蒙特卡罗分析[8]。在实验过程中所能观看的现象和测量的数据都能用Protel 99 se仿真实现。

参考文献

[1]邢国泉.基于Prote1 99 se触发器电路的仿真教学[J].咸宁学院学报,2009,29(3):71-74.

[2]邢国泉.基于Prote1 99 se逻辑门电路的仿真教学[J].赤峰学院学报:自然科学版,2009,25(8):26-27.

[3]康华光,陈大钦,张林.电子技术基础(模拟部分)[M].5版.北京:高等教育出版社,2005.

[4]夏路易.电路原理图与电路板设计教程Prote1 99 se[M].北京:北京希望电子出版社,2002.

[5]梁恩主,梁恩维.Protel 99 se电路设计与仿真应用[M].北京:清华大学出版社,2000.

[6]清源计算机工作室.Protel 99 se电路设计与仿真[M].北京:机械工业出版社,2002.