计算机分析电路举例课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,5-8 计算机分析电路举例,计算机程序DCAP和SNAP可以分析含理想变压器，理想运算放大器以及双口网络的电阻电路，还可以求出双口网络的各种网络参数和等效电路。使用符号网络分析程序SNAP可以求出运算放大器电路转移电压比，输入电阻和输出电阻的各种公式，对分析各种运放电路十分有用。下面举例加以说明。,5-8 计算机分析电路举例 计算机程序D,1,例519 求图5-43(a)电路中各结点电压,各支路电压电流和 吸收功率。,图543,例519 求图5-43(a)电路中各结点电压,各支路电压,2,解:图(a)电路的数据文件，如图(b)所示，其中T表示理想 变压器，它是一种双口电阻元件，有两条支路，用两 行数据表示它的连接关系和变比。运行DCAP程序，正 确读入图(b)的电路数据后,选择电压电流功率菜单,得 到以下计算结果。,图543,解:图(a)电路的数据文件，如图(b)所示，其中T表示理想,3,-电 压,电 流 和 功 率-,结 点 电 压,V 1=10.00,V 2=2.000,V 3=14.00,V 4=10.00,编号 类型 数值 支路电压 支路电流 支路吸收功率,1 V 10.00 U 1=10.00 I 1=-14.00 P 1=-140.0,2 CC 2.000 U 2=10.00 I 2=8.000 P 2=80.00,3 VV 2.000 U 3=8.000 I 3=6.000 P 3=48.00,4 I 2.000 U 4=-12.00 I 4=2.000 P 4=-24.00,5 T 1.000 U 5=2.000 I 5=4.000 P 5=8.000,6 2.000 U 6=4.000 I 6=-2.000 P 6=-8.000,7 R 5.000 U 7=10.00 I 7=2.000 P 7=20.00,8 R 1.000 U 8=4.000 I 8=4.000 P 8=16.00,各支路吸收功率之和 P =.0000,-电 压,电 流 和 功 率-,4,例520 求图5-44(a)电路中各支路电压电流和吸收功率。,图544,例520 求图5-44(a)电路中各支路电压电流和吸收,5,解:图(a)电路的数据文件如图(b)所示。,电路中的理想运放工作于线性区域时,可以用零值器和不定器来模拟,其零值器支路是从运放的反相输入端连接到同相输入端,不定器支路是从运放的输出端连接到运放的公共端(基准结点)。,在数据文件中,这种运放模型用字母OA来表示,用两行数据来说明它们的支路编号和连接关系。,电路中3V电压源和5k,电阻的串联作为一条支路看待,数据文件中用字母VR来表示这种支路,该行的最后两个数据3和5E3分别表示电压源的电压为3伏和电阻的阻值为5k,。,解:图(a)电路的数据文件如图(b)所示。,6,-电 压,电 流 和 功 率-,结 点 电 压,V 1=4.000,V 2=4.000,V 3=8.000,编号 类型 数值 支路电压 支路电流 支路吸收功率,1 R 1.0000E+04 U 1=4.000 I 1=4.0000E-04 P 1=1.6000E-03,2 R 1.0000E+04 U 2=-4.000 I 2=-4.0000E-04 P 2=1.6000E-03,3 OA .0000 U 3=.0000 I 3=1.4552E-11 P 3=.0000,4 .0000 U 4=8.000 I 4=-8.0000E-04 P 4=-6.4000E-03,5 VR 3.000 U 5=4.000 I 5=2.0000E-04 P 5=8.0000E-04,6 R 2.0000E+04 U 6=4.000 I 6=2.0000E-04 P 6=8.0000E-04,7 R 1.0000E+04 U 7=-4.000 I 7=-4.0000E-04 P 7=1.6000E-03,各支路吸收功率之和 P =.0000,-电 压,电 流 和 功 率-,7,例521 求图518所示电路中电压,u,o,的表达式。,图545,解：将图518电路，重画为图5-45(a)，其电路数据如图(b)所示，运行SNAP程序，正确读入电路数据后，选择 计算电压电流的菜单，可以得到以下计算结果,例521 求图518所示电路中电压uo的表达式。图5,8,-结 点 电 压,支 路 电 压 和 支 路 电 流-,-R1R3Us2-R2R3Us1,U7=-,R1R2,根据以上计算结果得到的输出电压表达式为,-结 点 电 压,支 路 电 压 和 支 路 电,9,例522 求图519所示电路的输入电阻的表达式,图546,解：将图519电路，重画为图546(a)，其电路数据如 图(b)所示，运行SNAP程序，正确读入电路数据，选 择计算单口网络等效电路的菜单，输入两个端点的编 号1和0后，可以得到以下计算结果,例522 求图519所示电路的输入电阻的表达式 图54,10,-任 两 结 点 间 单 口 的 等 效 电 路-,-R2Rf,Ro =-,R1,此式与手算的结果完全相同，这是一个负阻变换电路。,图546,-任 两 结 点 间 单 口 的 等 效 电 路,11,例523 图547(a)所示电路中双口网络的电压电流关系为,求电路中各支路电压电流和吸收功率。,图547,例523 图547(a)所示电路中双口网络的电压电流关系,12,解:已知双口网络的电压电流关系式，可以得到它的电导 参数,在图(b)所示的数据文件中,用字母TY开始的两行 数据表示这种双口网络,其参数分别为,G,11,=2S,G,12,=-1S 和,G,21,=1S,G,22,=1S。DCAP程序计算结果如下所示。,图547,解:已知双口网络的电压电流关系式，可以得到它的电导,13,-电 压,电 流 和 功 率-,结 点 电 压,V 1=-24.00,V 2=-14.00,V 3=-10.00,V 4=4.000,编号 类型 数值 支路电压 支路电流 支路吸收功率,1 CC 5.000 U 1=-14.00 I 1=10.00 P 1=-140.0,2 R 1.000 U 2=-10.00 I 2=-10.00 P 2=100.0,3 TY 2.000 U 3=-4.000 I 3=-12.00 P 3=48.00,4 1.000 U 4=4.000 I 4=.0000 P 4=.0000,5 I 2.000 U 5=-18.00 I 5=2.000 P 5=-36.00,6 R 2.000 U 6=4.000 I 6=2.000 P 6=8.000,7 R 5.000 U 7=-10.00 I 7=-2.000 P 7=20.00,各支路吸收功率之和 P =.0000,-电 压,电 流 和 功,14,例524 求图5-48(a)所示双口网络的六种网络参数。,解:图(a)电路包含一个理想变压器，它不是一个连通电路，结点1和2对基准结点的电压都没有确定的数值。DCAP程序采用结点电压作为未知量来建立方程,要求电路必须连通。为此我们用一条短路线(如虚线所示)将两部分连接起来,形成一个连通电路,使结点电压成为确定的量,而不会影响各支路的电压和电流。,图548,例524 求图5-48(a)所示双口网络的六种网络参数。,15,相应的电路数据文件如图(b)所示,运行DCAP程序,选用计算双口网络参数的菜单,并根据屏幕的提示，从键盘输入两对结点的编号1和 0 以及2和 0后,可以得到六种双口网络参数的计算结果,如下所示：,图548,相应的电路数据文件如图(b)所示,运行DC,16,-双口网络的 R G H1 H2 T1 T2 矩阵-,结点编号 双口网络的各种参数,1 3 R11=30.00 R12=10.00,0 0 R21=10.00 R22=5.000,1 3 G11=.1000 G12=-.2000,0 0 G21=-.2000 G22=.6000,1 3 H11=10.00 H12=2.000,0 0 H21=-2.000 H22=.2000,1 3 h11=3.3333E-02 h12=-.3333,0 0 h21=.3333 h22=1.667,1 3 T11=3.000 T12=5.000,0 0 T21=.1000 T22=.5000,1 3 t11=.5000 t12=-5.000,0 0 t21=-.1000 t22=3.000,-双口网络的 R G H1 H2 T1 T2 矩,17,例5-25 求图549(a)所示含独立电源双口网络的四种网络 参数和电源向量。,解:运行DCAP程序,正确读入图(b)所示电路数据,选用计 算双口网络参数的菜单,可以得到以下结果。,图549 例525,例5-25 求图549(a)所示含独立电源双口网络的四种,18,*双口的 各种矩阵 和 电源向量*,结点编号 双口网络的各种参数 电源向量,1 2 R11=1.500 R12=.5000 Uoc1=2.500,0 0 R21=.5000 R22=.5000 Uoc2=.5000,1 2 G11=1.000 G12=-1.000 Isc1=-2.000,0 0 G21=-1.000 G22=3.000 Isc2=1.000,1 2 H11=1.000 H12=1.000 Uoc1=2.000,0 0 H21=-1.000 H22=2.000 Isc2=-1.000,1 2 h11=.6667 h12=-.3333 Isc1=-1.667,0 0 h21=.3333 h22=.3333 Uoc2=-.3333,*双口的 各种矩阵 和 电源向量,19,摘 要,1理想变压器是一种线性电阻双口元件，它是构成各种实际变压器电路模型的基本元件。理想变压器既不消耗也不储存能量，常用来变换电阻、电压和电流。,2运放是一种多用途的多端电子器件，已得到广泛应用。在直流和低频条件下工作的运放，其电路模型是一个四端电阻元件。采用理想运放模型可以简化含运放电路的分析。,摘 要,20,3双口网络有两个端口，有两个端口电压和两个端口电流。线性电阻双口网络的电压电流关系由两个线性代数方程来描述。,4已知线性电阻双口网络，可外加两个独立电源，用叠加定理计算出双口网络参数矩阵。并非任何双口网络都同时存在六种网络参数。,5由线性时不变二端电阻和理想变压器构成的互易双口网络，可以用由三个二端电阻构成的形和形电路来等效。,3双口网络有两个端口，有两个端口电压和两个,21,