电路课件：第17章 非线性电路.ppt

下 页 上 页 按泰勒级数展开 忽略高次项 线性关系 小信号等效电路 返 回 下 页 上 页 + ? Uo i=g(u) u uS(t) Ro + ? i + ? uS(t) Ro + ? Rd i1(t) u1(t) 小信号等效电路 返 回 下 页 上 页 + ? uS(t) Ro + ? Rd i1(t) u1(t) 小结 小信号分析法的步骤为： 求解非线性电路的静态工作点; 求解非线性电路的动态电导或动态电阻； 作出静态工作点处的小信号等效电路； 根据小信号等效电路进行求解 。 根据小信号等效电路解得： 返 回 下 页 上 页 2.典型例题 例1 求电路在静态工作点处由小信号所产生的u(t)和i(t)。已知iS(t)=0.5cosωt ，非线性电阻的伏安特性为： 解 应用KCL和KVL： 整理得： u 6V i0 1? + ? i + ? iS 返 回 下 页 上 页 求电路的静态工作点，令 不符题意 得静态工作点： 求动态电导 作出静态工作点处的小信号等效电路 返 回 下 页 上 页 解得： u1 Gd i0 1? + ? i1 iS 返 回 下 页 上 页 例2 求通过电压源的稳态电流i(t)。已知：uS(t)=10+0.1sint V，非线性电阻的伏安特性为： 解 电源的直流量远大于交流量，可用小信号分析。 1F i + ? i0 uS 作直流电路，求工作点 + ? IQ 10V + ? UQ 求动态电导 返 回 下 页 上 页 作出静态工作点处的小信号等效电路 1F + ? i1 0.1sint Gd 应用相量法： 返 回 17.5 分段线性化方法 下 页 上 页 把非线性的求解过程分成几个线性区段，对每个线性区段应用线性电路的计算方法，也称折线法 。 分段线性化方法 1.理想二极管模型 正向导通 u i o A B 反向截止 返 回 下 页 上 页 2.分段线性化方法 u=Ri+ud+U0 i >0 例1 画出图示串联电路的伏安特性。 R + ? U0 i + + ? ? ud u 解 电阻 u i o 二极管 U0 画出各元件的伏安特性； 电路方程： 应用图解法 u<U0 i =0 u i o U0 A C B 返 回 u i o 下 页 上 页 例2 用分段线性化法讨论隧道二极管的伏安特性。 解 伏安特性用三段直线粗略表示，其斜率分别为： Gc U1 Ga Gb U2 G=Ga 当u < U1 G=Gb 当U1 <u < U2 G=Gc 当u > U2 把伏安特性分解为三个特性： Gc U1 Ga Gb U2 u i o 当u < U1有： G1u =Gau G1=Ga 返 回 下 页 上 页 当U1 <u < U2，有： G1u+G2u =Gbu Gc U1 Ga Gb U2 u i o G1+G2 =Gb 当U2 <u ，有： G1u+G2u +G3u=Gcu G1+G2 +G3=Gc G1=Ga G3=Gc- Gb 解得： G2 =Gb- Ga 结论 隧道二极管的伏安特性可以看成G1、G2 、G3三个电导并联后的等效电导的伏安特性 。 返 回 *17.6 工作在非线性范围的运算放大器 下 页 上 页 1.理想运算放大器的饱和特性 u+ u- uo ud _ + ∞ + i+ i- ud o Usat -Usat uo 有关系式： 返 回 下 页 上 页 ud o Usat -Usat uo 输入、输出电压的关系分为三个区域： 正饱和区 负饱和区 线性区 注意 当运放在饱和区工作时，它是在非线性区工作，此时ud不为零。 返 回 下 页 上 页 例 分析图示电路的驱动点特性。计及运放工作在饱和区的情况。 解 在线性区，根据‘虚短’和‘虚断’有： Rf u Ra Rb i + _ uo + _ _ + ? + u2 + _ ud i 应用KVL： 返 回 * * 第17章 非线性电路 非线性电阻 17.1 工作在非线性范围的运算放大器 17.6* 非线性电容和非线性电感 17.2 非线性电路的方程 17.3 小信号分析法 17.4 分段线性化方法 17.5 二阶非线性电路的状态平面 17.7* 非线性振荡电路 17.8* 混沌电路简介 17.9* 人工神经元电路 17.10* 首 页 本章重点 1. 非线性元件的特性 3. 小信号分析法 重点： 2. 非线性电路方程 4. 分段线性化方法 返 回 引言 1.非线性电路 电路元件的参数随着电压或电流而变化, 即电路元件的参数与电压或电流有关, 就称为非线性元件,含有非线性元件的电路称为非线性电路。 下 页 上 页 2