電路分析電氣工程-第1頁，課件共35頁，創作于2023年2月解:圖12－26(a)電路的數據文件,如圖(b)所示,其中第二行

的第二個數據1表示頻率特性曲線的中心角頻率為

=1rad/s。運行ACAP程序,選擇頻率特性曲線的菜單,

再輸入電壓U4并回車，計算機在一定頻率范圍內計算網絡函數U4/Us之值，然后以圖形方式在屏幕上畫出振幅頻率特性曲線和相位頻率特性曲線，這里以字符方式給出波特圖，如下所示：第2頁，課件共35頁，創作于2023年2月

-----求網絡的頻率特性并畫曲線

-----W(rad/s)|U4/V1|(db)Min=-98.00dbMax=1.249db1.000E-024.349E-04|*1.778E-021.373E-03|*3.162E-024.341E-03|*5.623E-021.371E-02|*1.000E-014.321E-02|*1.778E-011.351E-01|*3.162E-014.096E-01|*5.623E-011.058E+00|*1.000E+000.000E+00|*1.778E+00-8.942E+00|*3.162E+00-1.959E+01|*5.623E+00-2.986E+01|*1.000E+01-3.996E+01|*1.778E+01-4.999E+01|*3.162E+01-6.000E+01|*5.623E+01-7.000E+01|*1.000E+02-8.000E+01|*1.778E+02-9.000E+01|*第3頁，課件共35頁，創作于2023年2月

W(rad/s)相位-180-900+901801.000E-02-.573..*..1.778E-02-1.019..*..3.162E-02-1.813..*..5.623E-02-3.229..*..1.000E-01-5.768..*..1.778E-01-10.406..*|..3.162E-01-19.360..*|..5.623E-01-39.434..*|..1.000E+00-90.000.*|..1.778E+00-140.566.*.|..3.162E+00-160.640.*.|..5.623E+00-169.594.*.|..1.000E+01-174.232.*.|..1.778E+01-176.771*.|..3.162E+01-178.187*.|..5.623E+01-178.981*.|..1.000E+02-179.427*.|..1.778E+02-179.678*.|..從幅頻和相頻曲線可見,該電路具有低通濾波特性以及相位變化范圍為到。從曲線可以看出，當

=1rad/s時，U4/US=0dB,即U4=US,且u4滯后于uS90

。第4頁，課件共35頁，創作于2023年2月例12-12電路如圖12-27(a)所示，已知，

畫出電容電壓u4(t)的頻率特性曲線。圖12－27電路的頻率特性曲線第5頁，課件共35頁，創作于2023年2月解:圖12－27(a)電路的數據文件如圖(b)所示,其中第二行

的第二個數據1E4表示頻率特性曲線的中心角頻率為

=104rad/s。運行ACAP程序，選擇頻率特性曲線的菜單(代碼6),再輸入電壓U4并回車，計算機按照對數尺度在

=100rad/s到

=106rad/s頻率范圍內,計算電容電壓對電流源電流的網絡函數U4/IS之值，然后以圖形方式在屏幕上畫出振幅頻率特性曲線和相位頻率特性曲線，這里以字符方式給出波特圖，如下所示：第6頁，課件共35頁，創作于2023年2月

-----求網絡的頻率特性并畫曲線

-----W(rad/s)|U4/I1|(db)Min=11.00dbMax=100.0db1.000E+022.301E+01|*1.778E+022.620E+01|*3.162E+023.042E+01|*5.623E+023.516E+01|*1.000E+034.013E+01|*1.778E+034.529E+01|*3.162E+035.092E+01|*5.623E+035.830E+01|*1.000E+041.000E+02|*1.778E+045.830E+01|*3.162E+045.092E+01|*5.623E+044.528E+01|*1.000E+054.009E+01|*1.778E+053.503E+01|*3.162E+053.001E+01|*5.623E+052.500E+01|*1.000E+062.000E+01|*1.778E+061.500E+01|*從幅頻曲線可見,該電路具有帶通濾波特性。第7頁，課件共35頁，創作于2023年2月

W(rad/s)相位-180-900+901801.000E+0244.994..|*..1.778E+0260.639..|*..3.162E+0272.433..|*..5.623E+0279.884..|*..1.000E+0384.232..|*..1.778E+0386.676..|*.3.162E+0387.987..|*.5.623E+0388.510..|*.1.000E+04-.573..*..1.778E+04-89.851.*|..3.162E+04-89.980.*|..5.623E+04-89.997.*|..1.000E+05-89.999.*|..1.778E+05-90.000.*|..3.162E+05-90.000.*|..5.623E+05-90.000.*|..1.000E+06-90.000.*|..1.778E+06-90.000.*|..從幅頻和相頻曲線可見,該電路具有帶通濾波特性以及相位變化范圍為到。第8頁，課件共35頁，創作于2023年2月上面兩個例子中的頻率特性曲線是利用一般的正弦穩態電路分析程序來繪制的，其方法是給出一個頻率的數值，利用程序計算出一個輸出，給出一系列頻率值，計算出一系列輸出，就可以繪制出一條曲線。這種方法的缺點是計算機要多次建立電路方程，并多次求解，花費的時間比較多。第9頁，課件共35頁，創作于2023年2月另外有一種更好的方法是先計算出網絡函數的表達式，利用這個公式，給定一系列頻率值，只需要進行簡單的數學運算，就可得到一系列輸出來繪制頻率特性曲線。這種方法另外一個優點是可以利用網絡函數表達式對網絡特性進行更輸入的分析研究，缺點是必須利用能夠進行符號運算的電路分析程序。下面舉例說明如何利用動態網絡分析程序DNAP計算網絡函數和繪制頻率特性曲線。第10頁，課件共35頁，創作于2023年2月例12-13電路如圖13-28(a)所示，已知，

計算網絡的固有頻率，網絡函數及其零點、

極點，并畫出相應的頻率特性曲線。解：圖12-28(a)電路的數據文件,如圖(b)所示。運行DNAP

程序，選擇計算網絡函數的菜單，再輸入結點電壓

V2并回車，計算機屏幕上顯示以下計算結果：圖12－28網絡函數與頻率特性曲線第11頁，課件共35頁，創作于2023年2月

<<<網絡的自然頻率>>>

S1=-10.00rad/s

<<<--網絡函數H(S)-->>>

-1.00S-1.00V2/V1=---------------------------------1.00S-10.0

<<<--網絡函數H(S)的零點-->>>Z1=-1.000<<<--網絡函數H(S)的極點-->>>P1=-10.00第12頁，課件共35頁，創作于2023年2月

F(rad/s)|V2|(db)Min=-20.00dbMax=-1.7137E-04db1.000E-02-2.000E+01|*1.778E-02-2.000E+01|*3.162E-02-2.000E+01|*5.623E-02-1.999E+01|*1.000E-01-1.996E+01|*1.778E-01-1.987E+01|*3.162E-01-1.959E+01|*5.623E-01-1.882E+01|*1.000E+00-1.703E+01|*1.778E+00-1.394E+01|*3.162E+00-1.000E+01|*5.623E+00-6.058E+00|*1.000E+01-2.967E+00|*1.778E+01-1.180E+00|*3.162E+01-4.096E-01|*5.623E+01-1.338E-01|*1.000E+02-4.278E-02|*1.778E+02-1.357E-02|*3.162E+02-4.297E-03|*5.623E+02-1.359E-03|*1.000E+03-4.302E-04|*第13頁，課件共35頁，創作于2023年2月

F(rad/s)相位-180-900+901801.000E-02.516..*..1.778E-02.917..*..3.162E-021.630..*..5.623E-022.896..*..1.000E-015.138..*..1.778E-019.065..|*..3.162E-0115.737..|*..5.623E-0126.132..|*..1.000E+0039.289..|*..1.778E+0050.566..|*..3.162E+0054.903..|*..5.623E+0050.566..|*..1.000E+0139.289..|*..1.778E+0126.132..|*..3.162E+0115.737..|*..5.623E+019.065..|*..1.000E+025.138..*..1.778E+022.896..*..3.162E+021.630..*..5.623E+02.917..*..1.000E+03.516..*..第14頁，課件共35頁，創作于2023年2月計算機得到的網絡函數為計算機得到的網絡函數分子多項式的零點，即網絡函數的零點為Z1=-1rad/s；計算得到的網絡函數分母多項式的零點，即網絡函數的極點為P1=-10rad/s。從幅頻特性曲線可以看出，它的兩個轉折頻率與網絡函數的零極點密切相關，一個是在網絡函數的零點Z1=-1rad/s附近，另一個轉折頻率在網絡函數的極點(即網絡的固有頻率)P1=-10rad/s附近。第15頁，課件共35頁，創作于2023年2月例12-14電路如圖12-29(a)所示，已知,

計算網絡函數，并畫出相應的頻率特

性曲線。圖12－29網絡函數與頻率特性曲線解：圖12-29(a)電路的數據文件,如圖(b)所示。運行DNAP

程序，選擇計算網絡函數的菜單，再輸入電壓U7并

回車，計算機屏幕上顯示以下計算結果：第16頁，課件共35頁，創作于2023年2月<<<--網絡函數H(S)-->>>

1.000E-04SU7/V1=----------------------------------------------------1.000E-08S**2-2.000E-04S-1.00

式中S=j

，將它代入上式，注意到j2=-1，可以得到如下所示的網絡函數：第17頁，課件共35頁，創作于2023年2月這種計算可由計算機來完成，選擇開始角頻率為

=102rad/s來繪制的頻率特性曲線如下：在上式中代入不同的頻率就可以計算出相應的輸出，例如

=104rad/s時第18頁，課件共35頁，創作于2023年2月

F(rad/s)|U7|(db)Min=-64.00dbMax=-6.021db1.000E+02-4.000E+01|*1.778E+02-3.500E+01|*3.162E+02-3.001E+01|*5.623E+02-2.503E+01|*1.000E+03-2.009E+01|*1.778E+03-1.527E+01|*3.162E+03-1.083E+01|*5.623E+03-7.387E+00|*1.000E+04-6.021E+00|*1.778E+04-7.387E+00|*3.162E+04-1.083E+01|*5.623E+04-1.527E+01|*1.000E+05-2.009E+01|*1.778E+05-2.503E+01|*3.162E+05-3.001E+01|*5.623E+05-3.500E+01|*1.000E+06-4.000E+01|*1.778E+06-4.500E+01|*3.162E+06-5.000E+01|*5.623E+06-5.500E+01|*1.000E+07-6.000E+01|*從幅頻曲線可見,該電路具有帶通濾波特性。第19頁，課件共35頁，創作于2023年2月

F(rad/s)相位-180-900+901801.000E+02-91.146.*.|..1.778E+02-92.038.*.|..3.162E+02-93.622.*.|..5.623E+02-96.437.*.|..1.000E+03-101.421.*.|..1.778E+03-110.167.*.|..3.162E+03-125.097.*.|..5.623E+03-148.702.*.|..1.000E+04-180.000*.|..1.778E+04148.702..|.*.3.162E+04125.097..|.*.5.623E+04110.167..|.*.1.000E+05101.421..|.*.1.778E+0596.437..|.*.3.162E+0593.622..|.*.5.623E+0592.038..|.*.1.000E+0691.146..|.*.1.778E+0690.644..|*.3.162E+0690.362..|*.5.623E+0690.204..|*.1.000E+0790.115..|*從幅頻和相頻曲線可見,該電路具有帶通濾波特性以及相位變化范圍為到。第20頁，課件共35頁，創作于2023年2月下面舉例說明如何利用符號網絡分析程序SNAP來計算全符號和部分符號的網絡函數。例12-15電路與圖13-29(a)相同，利用符號網絡分析程序求

網絡函數。圖12－30符號網絡函數的計算第21頁，課件共35頁，創作于2023年2月解：利用符號網絡分析程序SNAP可以計算出元件參數用

符號表示的網絡函數。圖12－30(a)電路的數據文件,

如圖(b)所示。運行SNAP程序，對全部或部分符號賦

值，再選擇計算網絡函數的菜單，輸入電壓U7并回

車，計算機屏幕上顯示以下計算結果。*****對符號賦值****

R=1.000E+03C=1.000E-07-----計算網絡函數H(S)------RSCU7/Us=---------------------------RRSCSC+2RSC+1

-.100E-03SU7/Us=---------------------------------------------.100E-07SS+.200E-03S+1.00第22頁，課件共35頁，創作于2023年2月第二個式子是代入R、C數值后的計算結果，代入S=j

后的結果如下：第一個式子是全符號網絡函數，式中S=j

，將它代入后可以得到以下結果：這個結果與用DNAP計算的結果完全相同。第23頁，課件共35頁，創作于2023年2月例12-16電路與圖12-8(a)相同，利用符號網絡分析程序求

網絡函數