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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