电路与电子线路基础 电路部分pdf电子书版本下载

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第1章 绪论 1

1.1电路的故事 1

1.1.1电是神秘的 1

1.1.2金属是特殊的 2

1.1.3伽尔伐尼的意外发现 3

1.1.4伏打电池建立了第一个电路，将静电学推进到了动电学 4

1.1.5磁——又一个神秘的世界 5

1.1.6奥斯特实验 6

1.1.7法拉第电磁感应定律 7

1.1.8欧姆定律的出现是历史的必然 8

1.1.9用电流或电压表达信号——电报的兴起 9

1.1.10电话问世与连续信号响应 11

1.1.11电灯是电气工程应用中的一个重要里程碑 12

1.1.12场的概念与麦克斯韦方程 14

1.1.13赫兹实验与无线电的发明 15

1.1.14调谐电路与矿石检波器 16

1.2电子学的故事 17

1.2.1布劳恩开辟了一个新领域，电子器件登场 17

1.2.2电子管开创了电子学时代 17

1.2.3半导体器件登场迅速成为电子学的主角 20

1.2.4器件电路合一引起的革命 21

1.3电路学面临的问题和任务 23

1.4电路与电子线路的关系 24

1.5本教材的特点与结构 25

第2章 电路工程的基本任务与方法 27

2.1电路的描述和表达 27

2.1.1电路示意图 27

2.1.2电路元件与电路符号 28

2.1.3电原理图 29

2.1.4电路拓扑图 29

2.1.5电流与电压的参考方向 32

2.1.6电路三视图 33

2.2电路模型 36

2.2.1元件、器件与电路 36

2.2.2器件的物理模型 36

2.2.3电路的抽象 40

2.2.4抽象的其他作用 41

2.3电路的语句描述 42

2.3.1电路的SPICE语句描述 43

2.3.2电路的硬件语言描述 45

第3章 电源与电信号源 47

3.1直流电源 47

3.1.1电池——化学直流电源 47

3.1.2太阳能电池 63

3.1.3电池的伏安特性与电路模型 63

3.2正弦波交流电源 67

3.2.1电力电源——重要的正弦波交流电源 67

3.2.2正弦波交流电源与电路工程 68

3.2.3正弦波形的模型与表达 68

3.2.4正弦波形的重要性质 71

3.3三相交流电源与三相电路 73

3.3.1三相交流电的产生 74

3.3.2三相电源的接法 76

3.3.3三相负载的接法 77

3.3.4三相电路连接 77

3.3.5三相电路的功率 78

3.4信号源 80

3.4.1能量、信息与信号 80

3.4.2有用信号与干扰信号 80

3.4.3产生语音信息的信号源——话筒 81

3.4.4监测温度变化的信号源——热电偶 81

3.4.5探测磁场变化的信号源——磁头 82

3.5理想电源 82

3.5.1理想电压源 82

3.5.2理想电流源 85

3.5.3理想电源的连接 88

3.6独立电源的SPICE语句描述 96

3.6.1 PULSE（脉冲） 96

3.6.2 SIN（正弦波） 97

3.6.3 EXP（指数波） 98

3.6.4 PWL（分段线性） 98

3.6.5 SFFM（单频调频波） 99

3.7突变与奇异函数 99

3.7.1单位阶跃函数 99

3.7.2单位冲激函数 100

3.7.3奇异函数的SPICE描述 102

第4章 电阻与电阻电路分析 104

4.1电阻元件 104

4.1.1电阻的物理特性 104

4.1.2通用电阻元件 106

4.1.3电阻的规范 109

4.1.4电阻和SPICE描述语句 113

4.1.5电阻的高频模型 114

4.2电阻在电路中的表现 114

4.3电阻电路分析 120

4.3.1电阻电路的等效变换 120

4.3.2电阻的串联 121

4.3.3电阻的并联 122

4.3.4电阻的Y形联结和△形联结的等效变换 123

4.3.5实际电压源和实际电流源的等效变换 125

4.3.6单端口电阻电路的输入电阻 126

第5章 电路方程与电路定理 130

5.1电路方程 130

5.1.1 KCL和KVL独立方程数 130

5.1.2回路电流方程 132

5.1.3结点电压方程 133

5.2叠加定理 135

5.3替代定理 136

5.4戴维宁定理和诺顿定理 137

5.4.1戴维宁定理 137

5.4.2戴维宁定理的应用 138

5.4.3诺顿定理 139

5.5最大功率传输定理 140

5.6特勒根定理 141

第6章 电容与电容模型 147

6.1电容原理 147

6.1.1静电现象与电容 147

6.1.2理想电容器的基本行为 152

6.2商用电容元件 155

6.2.1商用电容元件的功用和分类 155

6.2.2商用电容元件的特性、规范 155

6.2.3高频低介质损耗电容 160

6.2.4电源滤波用大容量电容 160

6.2.5贴片电容 161

6.2.6商用电容器特征汇总 162

6.3集成电路电容 162

6.4电容的SPICE语句描述 164

第7章 电阻电容电路 166

7.1电源向电容充电 166

7.1.1理想电压源向电容充电 166

7.1.2理想电流源向电容充电 167

7.1.3正弦波电压对电容充放电 168

7.2电阻电容电路的基本形式与电路瞬态响应 171

7.2.1一阶线性微分方程式求解 172

7.2.2电阻电容电路瞬态响应 175

7.3电阻电容电路对正弦波的响应 180

7.4复数及其运算 181

7.4.1复数的引入 181

7.4.2复数的运算 183

7.4.3复数在电路特性计算中的应用 183

7.4.4相量法求解电阻电容电路 186

7.5简单电阻电容电路 188

7.5.1电阻电容分压器 188

7.5.2电阻电容分流器 192

7.5.3微分电路 196

7.5.4积分电路 199

第8章 电感 205

8.1电感的物理概念 205

8.1.1载流直导线 207

8.1.2无限长螺线管 207

8.1.3环形线圈 208

8.2理想电感元件的基本特性 212

8.2.1理想电感元件的安韦特性和“伏安”特性 212

8.2.2理想电感元件的功率 214

8.2.3理想电感元件的串联与并联 214

8.2.4电感与电容的对偶关系 215

8.3磁性材料 215

8.4磁路与磁路定律 221

8.5实际电感元件 222

8.5.1电感元件的分类 222

8.5.2电感元件 223

8.5.3贴片电感 223

8.5.4集成电感 225

8.5.5分布参数电感 225

8.6电感计算 226

8.6.1环形线圈的电感量 226

8.6.2电感量的一般计算方法 227

8.6.3电感量的工程计算方法 228

8.7电感元件的模型和参数 232

8.7.1电感元件的零级模型 232

8.7.2电感元件的SPICE语句格式 232

8.7.3电感元件的一级模型 232

8.7.4低频扼流圈的模型 233

8.7.5高频线圈的模型 234

第9章 电阻电感电路 238

9.1电感的电源驱动 238

9.1.1理想电压源驱动电感 238

9.1.2实际电源驱动电感 239

9.1.3交流电源驱动电感 240

9.1.4利用复数计算电感的阻抗 242

9.2电阻电感电路 244

9.2.1电阻电感电路的两种基本形式 244

9.2.2电阻电感电路的串并联变换 247

第10章 电阻电感电容电路 253

10.1电阻电感电容电路的基本形式 253

10.2电阻电感电容电路的零输入响应 254

10.3电阻电感电容电路的零状态响应 262

10.3.1电阻电感电容电路的阶跃响应 264

10.3.2电阻电感电容电路的冲激响应 267

10.3.3无损耗电感电容电路对正弦信号的响应 270

10.3.4电阻电感电容电路对正弦信号的响应 274

10.3.5电容、电感器件的自谐振频率 279

第11章 互感与变压器 290

11.1互感现象 290

11.2互感的动态行为和模型 295

11.3互感的SPICE语句描述 300

11.4有互感的电感元件的串联与并联 301

11.5变压器 305

11.5.1变压器原理 305

11.5.2变压器模型 308

11.5.3含漏感的变压器模型 309

第12章 互连线与传输线 316

12.1互连线 316

12.1.1互连线的意义 316

12.1.2互连线模型 319

12.2分布元件与传输线 321

12.3均匀传输线及其方程 324

12.4均匀传输线方程的正弦稳态解 326

12.5均匀传输线的原参数和副参数 329

12.5.1传播常数 329

12.5.2特性阻抗 331

12.6无损耗传输线 332

12.6.1正弦稳态分析 332

12.6.2瞬态分析 336

12.7无损耗线的波过程 338

12.8实际传输线 343

12.8.1立体传输线 343

12.8.2微带线 343

12.8.3共面波导 345

第13章 二端口与多端口网络 349

13.1二端口网络 349

13.2二端口网络的方程和参数 350

13.2.1二端口网络的Z参数 351

13.2.2二端口网络的Y参数 352

13.2.3二端口网络的T参数 355

13.2.4二端口网络的H参数 357

13.2.5二端口网络的不同参数之间的相互转换 357

13.3射频二端口网络的S参数 358

13.3.1 S参数的起源 358

13.3.2 S参数的定义 359

13.3.3 S参数与Z参数和Y参数的转换 361

13.4二端口网络的等效电路 362

13.5二端口网络的转移函数、傅里叶变换和拉普拉斯变换 363

13.6二端口网络的互易定理 368

13.7二端口网络的连接 370

13.8回转器和负阻抗变换器 372

13.8.1回转器 372

13.8.2负阻抗变换器 374

13.9多端口网络的Y、Z和S参数 375

第14章 电路功能的实现与滤波器设计 379

14.1电路的分析与设计 379

14.2电路设计方法学 380

14.3电路的单元化 384

14.3.1电路单元化的必要性 384

14.3.2对单元电路的基本要求 385

14.4单元电路的连接 386

14.4.1分压器的对接 386

14.4.2分压器的串接 391

14.4.3 T形与Π形网络的连接 393

14.5简单滤波器设计 401

14.5.1一阶电阻电容滤波器 401

14.5.2二阶电感电容滤波器 402

14.5.3三阶电感电容滤波器 404

14.6高阶滤波器设计 405

14.6.1高阶滤波器设计基本思想 405

14.6.2巴特沃思滤波器 407

14.6.3切比雪夫滤波器 409

14.6.4贝塞尔滤波器 410

14.6.5椭圆函数滤波器 410

14.6.6滤波器举例 412

附录一 二阶线性微分方程式之解 416

附录二 专业术语中英文对照 423

参考文献 433