电路分析方法

电路分析方法（精选12篇）

电路分析方法 篇1

1 理想模型分析方法

在电路中,当二极管的正向压降小于和它串联的电压,反向电流远小于和它并联的电流时,由于它的正向电阻很小,反向电流也很小,此时可不考虑二极管的正向导通电阻和反向电流,把二极管看作是理想二极管,可把二极管当作是理想开关,即正向导通反向截止,这样就可方便地分析和计算电路中的各量[1,2]。

尽管理想集成运算放大器并不存在,但一般集成运算放大器的开环差模电压增益较大,其值可达104～107倍,差模输入电阻较高,采用双极型三极管作输入级,其典型值为几十kΩ到几MΩ,而采用场效应管作输入级,其输入电阻通常>108 Ω。输出电阻微小,一般<200 Ω。另外集成运算放大器的共模抑制比也较大,失调电压、失调电流以及它们的温漂均较小,集成运算放大器的技术指标都接近理想,具体分析时可将其理想化,把集成运算放大器的主要性能指标看作:开环电压放大倍数无穷大,输入电阻无穷大,输出电阻为零,没有失调,没有失调温漂,共模抑制比趋于无穷大等。即分析时用理想模型来代替,进而推出两个输入端“虚断”和“虚短”,使问题进一步简化。

2 近似分析法

在电子电路的分析过程中,正确地做好“忽略”与“近似”,也可以把复杂的问题简单化。特别是在分析二极管、三极管、石英晶体等非线性元件及由它们组成的各种电路时,如果不用“近似”的方法难以得到结果。

二极管的正向特性是弯曲的,分析它较复杂,可用两段直线逼近,称为特性曲线折线近似。这样二极管就可用一个理想二极管、导通电阻以及一个电压等于它的导通电压的直流电源来等效。

三极管组成的共射极放大电路,当工作电流较大时,交流电流和直流电流放大倍数近乎相等,此时可对它们不加区分进行混用。

在分析三极管组成的基本放大电路时,由于电路中既含有直流成份又含有交流成份。在分析电路中的电压、电流分量时,要分别分析直流通路和交流通路,然后再求总量。在画交流通路时,如果输入信号是低频信号,可忽略耦合电容对信号的阻抗,而认为电容是短路的。同时,由于直流电源的交流内阻很小,也可认为它对交流信号是短路的。经过这些近似以后,问题将被简化。

在分析含有负反馈放大电路时,有部分输入信号会直接通过反馈网络传输到输出端,也有部分输出信号会直接通过输入回路反馈到输入端,但由于它们的量都很小,所以在研究负反馈对放大电路的作用时,可以忽略。

3 等效电路代替法

在电子电路中,根据电路中的实际工作条件和电子元件的特点,我们有时可以用已知电路来代替未知电路,用线性等效电路来代替非线性元件使问题变得易于分析和计算。

在分析放大电路的外部特性时,可把放大电路看作一个四端口网络,不考虑其内部结构,只分析它输入、输出端的电流和电压情况,此时对于输入信号源,放大电路则相当于一个输入电阻。对于负载,放大电路就相当于一个带有内阻的电压源。如此等效以后,给求解放大电路的交流性能指标将带来较大方便,如图1所示。

在分析三极管组成的基本放大电路时,如果电路中的信号变化的幅度微小,在分析放大电路的交流性能指标时,可以用三极管的微变等效电路来代替三极管,在低频时,可以不考虑三极管的极间电容,即在三极管的基极和发射极之间用一个PN结的结电阻来代替,集电极和发射极之间相当于一个受基极电流控制的受控电流源,如图2所示。这样就可以计算出电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等交流性能指标了。而在高频时,要考虑三极管的极间电容的影响,在分析电路的各项性能指标时,三极管就要用其高频等效电路来代替[3]。

场效应管也是一种非线性器件,当其在放大电路中工作在交流小信号状态时,也可以用它的微变等效电路来代替。在它的栅极和源极之间等效于一个很大的电阻,源极和漏极之间等效于一个压控电流源[4]。

石英晶体具有极高的频率稳定度,所以通常应用在振荡电路中。石英晶体有两个谐振频率,其电路符号、等效电路及电话频率特性如图3所示。

即L、C、R支路谐振时的串联谐振频率fs,L、C、R支路再和Co支路并联谐振时的并联谐振频率fp。当它工作在两个谐振频率之间时,石英晶体相当于一个高Q值的电感元件,可用电感元件来代替。而它工作在串联谐振频率上时,石英晶体相当于一个高选择性的短路元件,此时它的阻抗很小,可以用小电阻或是导线来代替。

4 拆分电路简化法

在电子电路的分析中,有时会遇到对大型电路的分析和计算,这时为把繁琐的问题简化,通常采用拆分电路把复杂的电路分解成简单电路,然后再来分析。

在电路中既有直流量又有交流量时,可把直流通路和交流通路分别画出来,对电路的静态和动态情况分别进行分析,会使复杂问题简单化[5]。如在分析放大电路的静态工作点和交流性能指标时,把直流通路和交流通路分开,通过直流通路来求静态工作点,由交流通路来求输入电阻、输出电阻和交流电压的放大倍数。在振荡电路中,分析是否符合三点式振荡电路的振荡条件时,电路图较复杂,若把直流部分去掉,再画出交流通路,就会一目了然,看出是否符合电容三点式或电感三点式振荡器的组成原则。

在计算多级放大电路的静态工作点和交流性能指标时,可以把各级电路分开进行研究和计算。特别在求电压放大倍数时,分别求出各级的放大倍数,同时考虑级与级之间的相互影响,可把前一级的负载当作后一级的输入电阻,或把后一级的输入电阻当作前一级的负载。然后再把各级电压放大倍数相乘得到总的电压放大倍数。而输入电阻和输出电阻分别求的是第一级的输入电阻和最后一级的输出电阻。

在分析大型的集成电路时,也要把电路拆分为输入级、中间级、输出级、偏置电路等部分,然后逐级分析其结构特点和原理作用等,掌握电路后,对于实际电路出现故障时就能及时查出漏洞。

5 假设推断法

假设推断法也是分析电子电路中常用的一种方法。先假设一个结果,然后用所得的结论和假设情况相比较,从而得出结论。

判断电路中的三极管是处于放大状态还是饱和状态时,可先假设它处于临界饱和状态,计算出三极管的基极临界饱和电流。再根据实际工作电路,计算出三极管的基极电流,然后将两者进行比较,如果实际工作电流大于临界饱和电流,则三极管处于饱和状态,否则处于放大状态。

在判断放大电路中引入的反馈是电流反馈还是电压反馈时,可先假设负载短路或者断路,然后看是否还有反馈信号,如果负载短路则电路中没有反馈信号则即为电压反馈,如果负载断路时没有了反馈信号则是电流反馈[2]。

在判断放大电路中引入的反馈是正反馈还是负反馈时,先假设输入信号的某一瞬时为正,然后沿着信号的传输路径依次推断出信号流经电路各处的相位,最后推出信号经过反馈网络传输到输入端时,反馈信号和输入信号的相位关系,从而判断电路中引入的反馈是正反馈还是负反馈[2],这种方法也叫瞬时极性法,如图4所示。

6 结束语

在模拟电子技术中,还存在许多分析和学习的方法, 文中根据教学和学习的实践进行总结,针对本课程,掌握好的分析方法对教学和学习都会有很大的帮助。另外通过分析方法的掌握,不但能提高学生的学习成绩,更会大幅提高分析问题、解决问题的能力和水平。

参考文献

[1]童诗白.模拟电子技术基础[M].4版.北京:高等教育出版社,2006.

[2]胡宴如.模拟电子技术[M].2版.北京:高等教育现版社,2008.

[3]胡宴如.高频电子线路[M].3版.北京:高等教育出版社,2004.

[4]李宏恩.等效电路法在放大电路分析中的应用[J].电子科技,2011,24(5):30-32.

[5]曹鹏.EDA软件在《电路》理论课教学中的应用[J].计算机仿真,2001(4):48-50.

电路分析方法 篇2

提高电路分析基础课程教学质量的几点方法

电路分析基础课程是工科专业的一门必修基础课程,传统的教学方法与手段让高职学生难以掌握和学好该门课程的知识.笔者根据自身多年的教学探索和实践,就如何提高电路分析基础课程的`教学质量,体现高职教学特色的问题,从高职学生现状出发,探讨可行的教学方法和教学手段.

作 者：张钰玲 ZHANG Yu-ling  作者单位：广西职业技术学院,广西,南宁,530226 刊 名：企业科技与发展 英文刊名：ENTERPRISE SCIENCE AND TECHNOLOGY & DEVELOPMENT 年，卷(期)：2009 “”(4) 分类号：G712 关键词：电路分析   教学   教学质量   措施  

机床电气电路的故障分析方法 篇3

关键词：机床电气;电路故障;检测方法

机床电气维修是维修电工必须掌握的基本技能，它对于维修人员综合应用所学知识能力要求很高，既能看懂读懂电路原理图，又需要对基本的电路检测方法得心应手。机床电气控制线路一旦出现故障将直接影响生产机械的正常运行，严重时还会造成人和设备事故，为了确保设备能正常运行提高生产效率，必须学会处理电气控制线路的一般性故障。现在对常见的一些机床电气控制线路故障现象的分析和检修方法进行介绍。

一、电动机故障现象表述

原因有接触器衔铁传动部分卡住，电源断电、保险丝烧断、热继电器动作后未复位、连接导线脱落等。电动机缺相会出现这种情况，此时应立即断掉电源。否则会烧坏电动机。原因是电源缺一相，电源熔断器烧断一相，接触器的某相触点接触不良。当电动机启动后不能连续运行，按下启动按钮电动机就运转，松开按钮就停止，这是无自锁，是由于自锁触点不能闭合或者自锁触点的连接导线脱落而引起的。

二、检修机床电气故障注意事项

检修前应将机床清理干净，将机床电源断开，电动机不能转动，要从电动机有无通电，控制电动机的接触器是否吸合入手，决不能立即拆修电动机。通电检查时，一定要先排除短路故障，在确认无短路故障后方可通电，否则，会造成更大的事故。当需要更换熔断器的熔体时，必须选择与原熔体型号相同，不得随意扩大，以免造成意外的事故或留下更大的后患。因为熔体的熔断，说明电路存在较大的冲击电流，如短路、严重过载、电压波动很大等。热继电器的动作、烧毁，也要求先查明过载原因，不然的话，故障还是会复发。并且修复后一定要按技术要求重新整定保护值，并要进行可靠性试验，以避免发生失控。用万用表电阻档测量触点、导线通断时，量程置于“×1Ω”档。如果要用兆欧表检测电路的绝缘电阻，应断开被测支路与其它支路联系，避免影响测量结果。在拆卸元件及端子连线时，特别是对不熟悉的机床，一定要仔细观察，理清控制电路，千万不能蛮干。要及时做好记录、标号，避免在安装时发生错误，方便复原。螺丝钉、垫片等放在盒子里，被拆下的线头要作好绝缘包扎，以免造成人为的事故。试车前先检测电路是否存在短路现象。在正常的情况下进行试车，应当注意人身及设备安全。机床故障排除后，一切要恢复到原来样子。

三、故障检修及处理方法

（一）调查研究法

调查研究法主要是通过询问设备操作员和现场有关人员，询问故障发生前后的工作现象，这些故障是经常发生还是偶尔的，持续多长时间了，是否改动过控制线路，或者更换过电器元件;闻闻是不是有线圈或导线绝缘烧毁的气味;看看有无明显烧毁的外观，导线、接线处有无烧过的痕迹;在应以不损坏设备和扩大故障范围为前提听设备电器元件在运行时的声音与正常运行时有无明显差异;在以确保人员和设备的安全情况下摸电器元件和容易发生触电事故的故障部位，该部位电气元件及线路的温度是否正常等。

（二）通电试验法

在常规的外部检查发现不了故障时，在不损伤电气和机械设备条件下，可通电进行试验。通电试验一般可先进行点动试验各控制环节，各支路的动作程序是否正常，若发现某一电器动作不符合要求，则说明故障有可能是与此电器相关的电路中，然后在这部分故障电路中进行检查，便可找出故障点;如果电路正常，则表明相应的支路无故障，这样逐步的缩小检测范围，最终确定故障点。在采用试验法检查时，也可以采用先检查主电路，后检查控制电路;先检查辅助系统，后检查主传动系统。分清是电源的故障还是线路故障，线路中是主电路还是控制电路的问题，控制电路中是哪条电路，哪个元件的问题等等，但必须注意不要随意用外力使接触器或继电器动作，以防引起事故发生。

（三）逻辑分析法

通过询问、观察故障现象，分析故障点的可能原因，尽量先利用电路图进行逻辑分析后，再通过通电或者断电试验方法进行观察，避免逐一拆卸元器件或拆线头，把问题复杂化。逻辑分析法的前提是检测方法快速准确。逻辑分析法是基于电气控制电路的原理来控制线路的环节、程序和故障现象之间的关系，进行具体分析，迅速缩小检测范围，进而确定故障位置。在利用逻辑分析法检查时，充分使用原理图，具体分析故障现象，划出大致故障的范围，然后根据通电测试方法检查与之相关的支路，逐步缩小故障范围，最终确定故障点，使看似复杂的问题变得清晰，从而提高检查效率，尽快排除故障，使生产设备恢复运行。

（四）测量法

发生断路故障后，其电阻值变为无穷大;发生接触不良故障后，电阻值变大，或阻值不稳;发生短路故障后，电阻变为零。根据这一规律，可通过测量回路的电阻，来判断是否存在断路及接触不良。首先按照黄金分割法，将回路分成几个部分，然后分别测量每一段的电阻。如果所测电阻值比正常值大，或出现电阻值大小不稳，则说明有接触不良的现象。如果本来应该通，但实测电阻为无穷大，则说明有断路现象。不论何种故障，只要通过连续分段测量的方法，一般均可确定出故障点的位置。如果回路没有开路现象，则每一处对地电压均相等;如果有正常降压元件，则元件前和元件后对地电压不相等;如果接触不良，则所测对地电压可能大小不稳。根据这一特点，就可以通过测量回路电压，查找故障点。

四、结束语

总之，机床电气控制线路的故障会时常发生，很多故障都是比较常见的，我们在检查和分析故障时，要采用切实可行的方法排除，不要想着用一种方法就能找出故障点，而采用几种方法综合起来同时进行才能迅速找出故障点。另外，我建议在每次故障排除后，及时总结经验，并作好检修记录，以备以后维修参考。

参考文献：

[1]刘予鲁.浅谈机床电气的故障分析与检修[J].科教文汇，2013.

电路分析方法 篇4

关键词：一阶电路,三要素法,等效电路图

0 引言

电路分析基础是电子类专业的技术基础课程, 其教学任务是通过本课程的学习使学生掌握电路的基本概念、基本理论和电路分析的基本方法, 为后续课程的学习提供必要的理论基础知识。由于该课程与后续专业课程如“模拟电子技术”“数字电子技术”等课程密切相关, 具有基础课和专业课之间的桥梁作用, 因此其教学有着十分重要的地位。

而一阶电路分析对于该课程的学习具有承前启后的作用, 它是该课程由静态电路向动态电路学习的过渡。静态电路 (电阻电路) 的激励与响应的VCR关系为代数方程, 响应仅由激励引起;动态电路 (电容或电感电路) 的激励与响应的VCR关系为微分方程, 响应与激励的全部历史有关。因此, 一阶电路分析方法的学习对于该课程的学习具有至关重要的地位。

1 一阶电路分析方法

通常, 基本的一阶电路有两种:RC串联电路 (图1) 和GL并联电路 (图2) 。无论是求零输入响应、零状态响应还是全响应, 总是以电容电压或是电感电流为主要分析对象建立其微分方程 (式1和式2) 求解。

但实际上一阶电路千差万别, 响应也各不相同。仅计算电容电压或是电感电流显然是不够的, 而且是繁琐的。因此寻求一种能直接计算一阶电路任意响应的简便方法是十分有必要的, 而三要素法正适合于求解恒定激励下一阶电路的响应。在恒定激励下, 采用三要素法得到响应的一般表达式为:

三要素法求直流激励下响应的一般步骤:

1) 初始值r (0+) 的计算 (换路前电路已稳定)

(1) 画t=0-图, 求初始状态:电容电压u C (0-) 或电感电流i L (0-) 。

(2) 由换路定则, 确定电容电压或电感电流初始值, 即u C (0+) =u C (0-) 和i L (0+) =i L (0-) 。

(3) 画0+图, 求其它初始值———用数值为u C (0+) 的电压源替代电容或用i L (0+) 的电流源替代电感, 得电阻电路再计算。

2) 稳态值r (∞) 的计算 (画稳定图)

根据t>0电路达到新的稳态, 将电容用开路或电感用短路代替, 得一个直流电阻电路, 再从稳态图求稳态值r (∞) 。

3) 时间常数τ的计算 (开关已动作)

根据输出电阻的等效电路图, 先计算与电容或电感连接的电阻单口网络的输出电阻Ro, 然后用公式τ=RoC或τ=L/Ro计算出时间常数。

4) 将r (∞) , r (0+) 和代入三要素公式得到响应的一般表达式。

基于以上的分析, 不难得出结论, 由三要素法求解一阶电路响应需要画4张等效电路图。其中画t=0-图与画稳定图类似, 画0+图和画输出电阻的等效电路图是重点和难点。

2 对本科教学的意义

在《电路分析基础》教学中, 如果教师能够使学生对一阶电路的分析方法理解深刻, 并能熟练的画出四张等效电路图。学生就可以既能回顾静态电路的基础知识, 又可以加深对动态电路的理解。对后面的正弦稳态电路和耦合电路的学习具有积极有效的意义。

参考文献

[1]沈元隆, 刘陈.电路分析基础[M].3版.北京:人民邮电出版社, 2008.

看集成电路图的方法和内容 篇5

首先要搞清楚所使用的集成电路的型号、类型和主要职能，这是识读集成电路的第一步。

例如CD唱机所用集成块的类型主要有RF放大器、伺服信号处理及数字信号解调电路、伺服驱动、系统控制器(一般集成在DSP集成电路中)等等。首先心须清楚集成电路的具体型号，还要搞清该集成电路的类型，尤其要熟悉其主要功能。各种不同型号的集成电路，其内部主要功能和电路结构可能是相似的;也可能电路结构和电路程式不相同，但能够完成相同的功能。熟悉功能是最重要的。

为了迅速、正确地识读电路图，读者应当有意识地积累一些常用集成电路的有关资料，有目的地铭记一些集成电路的具体型号、类型，了解使用集成电路的大趋势和最新情况。

有些集成电路之间的型号不同，但功能相同，甚至可直接互相代用;有些块的序号相近，但功能和引出脚截然不同;后期出现的某些集成电路可完成早期若干个集成块的功能。读者掌握这些资料后，在识读集成电路图时，将显示出巨大的优越性。

b、信号流程

读电路图时，不应满足于仅掌握集成电路的类型和基本功能，还应当熟悉信号的基本处理过程。通常，集成块内部电路的结构十分复杂，读图者不需要对它作过细的分析研究，但应当熟悉内电路的信号处理过程，或者说，应搞清楚其内部的功能方框图。

由方框图可以看出信号的流通过程，可以看出集成块可完成哪些具体功能。可以把集成电路看成一个元器件，不必过于追求这个元器件的结构和详细工作过程，但应当明确集成电路内各个方框完成的具体功能，即熟悉输入、输出什么信号，熟悉信号的波形幅度、频率的变化规律，熟悉各个方框之间的联系，熟悉信号在集成块内的来龙去脉。作到这一点，才算是初步搞清了集成电路图。

目前，有些整机电路图信息资料标注不够全面，仅给出了集成块的引出脚数目和各引出脚的符号，没有给出集成块内部方框图，没有给出集成块引出脚的直流工作点。它将给深入地读图带来不便，读者应当再查找一些其它资料，来弥补其不足。还有，许多内部组成方框图往往使用外文字母或缩写词来标注，也给初学者还来一定困难，这就要读者尽快熟悉字母和缩写词的中文含义，否则难以识读这些电路图。

c、内外联系

由于集成工艺的特点所决定，集成电路必须通过引出脚与外围元器件相联系。为了使集成电路完成一定的功能，必须与外部单元电路或元件发生联系，还必须通过引出脚与前级、后级电路发生联系。在读电路图时，必须将集成电路内外电路联系起来，它们作为一个电路系统的整体，来完成某些特定的功能。不能够联系内外电路，将看不出信号的来龙去脉，难于分析电路的功能。

对于同一个集成电路，在不同的整机设计者手中，可能设计出不同的外接电路，配接不同的元件网络。由于外接分立件电路可以千变万化，这些分立件电路经常是读图的疑难电路。要花些气力来突破这些难点，否则将不能全面、正确地识读整机电路图。

d、引脚功能

在集成电路图上，各个引脚不仅需要标出顺序号，还使用简单字母符号标出其名称。这些字母符号经常是英语的缩写词，它可以表示该引出脚的功能。在看集成电路图时，必须十分重视各个引出脚的功能。引出脚是内外电路联系的纽带，要明确各引出脚与内部各功能方框图的联系，它是内部相应方框的引出脚;还要明确引出脚外接元件的功能作用，外电路通过引出脚来配合内电路工作。有些引出脚是集成电路的输入、输出端口，这些引出脚在看电路图时，具有重要意义。在识读集成电路图时，要逐个观察代表内部功能的各个方框图，还要同时识别各自相应的引出脚，识别外接电路或元件，这些工作经常是识读集成电路图的主要工作。

电路分析方法 篇6

关键词：电子器件 单元电路 设计步骤 典型举例

1、电子单元电路的简单内涵

从电子技术的角度看，其核心内涵就是按照电子原理利用电器元件的作用来设计具备某些特殊功能的电路已解决实际控制问题的技术。其中包括信息技术、电路技术两个大的门类。信息电子技术有数字电子技术和模拟电子技术。電子技术对于信号的处理就是发生、放大、过滤、转换等。而电子电路的则是由电子元件和电子器件构成。其中原件就是设备中的特殊装置，如电阻器、电容器、变压器等等，而电子器件则是各类晶体管等组成的具有一定功能的装置。电子电路在划分上看有立体和集成两种。单元电路就是整个电子电路的一个重要组成部分，常见的单元电路有放大、整流、震荡、数字等电路。总体说就是与门、非门、或门以及计数电路构成的各种功能性单元。

2、单元电路在设计是需要遵守的步骤

2.1对基本功能进行了解

单元电路在设计前必须对其功能性进行了解，及明确电路的目的，详细的分析单元电路的各种指标，因为这是设计的基础。通过计算分析电压处理的指标，以及电阻情况，并结合简单、经济、体积小、高可靠性等要求就可完成对单元电路的设计。

2.2对疾病参数进行分析

在设计中必须对单元电路的工况进行分析，并计算其需要的基本参数，使之达到所需的指标。参数计算时应借助电子理论，如放大器电路设计中必须对各种电阻值进行计算，获得确切放大倍数；振荡器设计是应了解电阻、电容、振荡频率的基本参数，这样才能在设计中获得理想的效果。在进行参数计算的时候应注意一个电路不会仅有一组数据，应重视对数据的选择，以保证数据选择在实际应用中体现合理性。

2.3规划电路图

在设计过程中应利用电路图进行设计描述，设计中绘制完整的电路图是必须的步骤，这样可以让设计充分展示。通过单元电路之间的配合和逻辑关系描述来简化设计思路和形式。如对于单元电路之间的级联设计，在各个单元电路确定后，应细致的划分其之间的级联关系。从而实现减少浪费，降低工作强度的目标。注意对各种输入信号和输出信号、控制信号的关系确立，模拟各种工况，对输入、输出等进行分析，使得输入、输出、电源、通道等合理，将电流、电压信号进行分类，并使得不同的信号实现对不同设备的控制。

此时应注意：电路图必须突出可读性，绘制图形必须将主要电路图体现在一起，比较独立和次要的部分可以分页绘制，图形的端口和两端必须做好标记以识别关联性，标记图纸间的串联关系，引入与引出。其次，注意图纸上的电流流向和图标的标准，一般从输入开始，从左至右、从上至下的绘制，按照信号流向依次绘制单元电路。同时必须保证图标的准确和标准。最后还应注意对连接线的标准绘制，计量减少交叉或者相互干扰的情况出现。

3、几种电路的设计举例

3.1线性稳压电源的设计

稳压电源在设计中应考虑到其作用效果，及让电压通过变压器然后在进入供电网络，最后通过过滤网络形成稳压供电效果。在单元设计中，对于串联的反馈形式的稳压电源可以划分为调整、取样、放大对比、基准电压等构成。经过这样的设计与规划，使其具有一定的过流和短路保护能力，当负载电流的限额超标的时候可以起到保护电路的效果。具体的设计方法就是不让整流完成的直流电源直接对负载供电，必须进行滤波后降低其纹波系数才能供电，但是这样的电路不能起到稳压效果，所以稳压电源还必须满足其他技术指标才能满足需求。

3.2级联设计思路

各个单元电路不会独立存在，在完成其设计后应细致的分析级联问题，如电器自身的特征进行匹配、信号耦合、时序性配合、干扰消除等等问题都应考虑在内。对于电气形式的配合有些问题还需要考虑模拟单元电路之间的配合。有的还涉及到数字单元电路之间的匹配，有的则需要综合性考虑。在设计中考虑放大倍数或者负载能力的角度看，往往希望最后一级的输入电阻应最大，而前一级的则相对小，如果从改善频率响应上看则相反，所以必须进行综合性考虑。

信号耦合的方式有直接、间接、阻容耦合、变压耦合等等，直接耦合的方式最为简单，但是工况通常需要静态，存在两个单元电路之间的相互干扰，所以设计时应充分考虑。

时序配合相对复杂，对于系统中各个不同单元的信号是存在内部关联的，所以应进行详细分析，以此确定最终的系统时序，以此保证在工作中信号的次序可以满足生产需求，并以此为基础优化时序提高效率。

3.3放大器设计

在电路中运算放大器是提供放大的电路，在实际的电路中通常与反馈网络进行组合，实现某种模块功能。运放是一个从功能的角度进行工作的电路，可以分设独立的器件来实现，也可利用半导体芯片来实现。运算放大器的设计需要对其基本的参数进行合理的设置与选择单、双电源供电，电源电流；同时当输入的电压和输入的电流为失调时输入电阻。当转换速率、建立的时间必须准确。设计时应正确的分析器各种参数的构成，不能盲目的对指标进行先进性调整。其中值的重视的是：按照举荐的参数在规定的消震引脚之间引入电容进行工作，这可以消除运放中的高频自我激励现象，同时应避免两级以上的放大。

4、结束语

电子电路在实际的应用中种类繁多，在设计的过程中也会应用不同的方法，随着集成化电路的发展，已经有多种专用器件出现，这对电路设计而言是帮助也是挑战。集成模块式的设计思路已经将设计者从单元电路的设计中解脱出来，为整体化方案进行全面设计，但是应注意的是单元是整体的重要组成，所以也需要细致规划与完善。

参考文献：

[1]刘媛媛，赵阳.常用电子元器件的测量方法[J].电子质量，2010，（08）.

[2]吕俊霞.集成电路的检测方法[J].电子质量，2011，（03）.

[3]张娓娓，张月平，吕俊霞.常用数字集成电路的使用常识[J].河北能源职业技术学院学报， 2012，（03） .

电路分析方法 篇7

同一电路可用不同的分析方法, 计算出同一结果。例如支路电流法——是以支路电流为变量, 列写出电路的KCL与KVL方程组, 最后求解联立方程得到电路的各支路电流及其电压。与此相应, 还有支路电压法。这两种方法共同的不足之处是:当电路的支路数目较多时, 列写方程和求解联立方程都比较繁琐, 而且容易出错。采用节点分析法与网孔分析法, 可减少分析、计算电路所需独立方程的数目, 而且具有普遍的适用性;而使用叠加定理与戴维南定理, 可简化电路的分析、计算。现谈谈运用“节点分析法、网孔分析法和叠加定理、戴维南定理”的方法:

1 节点电压分析法

第一, 要掌握“节点电压分析法”, 必须理清如下几个概念:“节点”、“节点电压”、“自电阻”与“互电阻”

第二, 掌握“节点电压法”的解题步骤:

1) 对于n个节点的电路, 选定参考节点 (并用接地符号标志) , 标出其余 (n-1) 个独立节点的符号;

2) 对于 (n-1) 个独立节点, 以节点电压为未知量, 列出节点电压表示的每个节点电流方程;其中列写用节点电压表示的节点电流方程的规律可归纳如下:

本节点的节点电压×本节点所有自电导之和+相邻节点的节点电压×本节点与相邻节点间所有互电导之和=本节点所有有源支路的电流源的代数和。 (其中:电流源IS流入为正, 流出为负;而电压源uS必须转换为电流源IS) 。

3) 将所列的节点电流方程联立成方程组, 求解得到 (n-1) 个节点电压;

4) 用节点电压表示求出各支路电流 (支路两端的节点电压之差除以该支路上的电阻) 。

第三, 能利用“节点电压分析法”——分析求解图1所示电路中各支路电流。

解析步骤如下:

1) 用节点电压分析法求解此电路, 由于此电路只有3个节点 (A、B、C) , 因此独立节点数是2个, 选用节点电压法求解此电路时, 只需列出2个独立的节点电流方程即可。

2) 设C点接地, 为参考电位, 即可列出用节点电压VA、VB表示的节点A、节点B的电流方程分别如下:

3) 将所列的节点电流方程联立成方程组, 求解得到2个节点电压VA、VB。

4) 用节点电压表示求出各支路电流:

注:弥尔曼定理——是节点电压法的特殊应用, 用于只有两个节点的电路, 可用如下表达方式:

2 网孔电流分析法

第一, 要掌握“网孔电流分析法”, 必须理清如下几个概念:“网孔”、“独立回路”。

第二, 掌握“网孔电流分析法”的解题步骤:

1) 选定网孔, 确定其绕行方向, 并在电路图上标明网孔电流及其参考方向。网孔数l=b- (n-1) , 其中b为支路数, n为节点数。若全部网孔电流均选为顺时针 (或反时针) 方向, 则网孔方程的全部互电阻项均取负号。其实, 自阻为正时, 互阻的正负取决于流过互阻的两个相关网孔电流方向是否一致, 若一致为正, 反之为负。

2) 对于l个网孔, 以网孔电流为未知量, 列出网孔电流表示的各回路电压KVL方程;其中列写用网孔电流表示的各回路电压方程的规律可归纳如下:

本网孔的网孔电流×本网孔所有自电阻之和+相邻网孔的网孔电流×本网孔与相邻网孔间所有互电阻之和=本网孔所有电压源的电压代数和。 (其中:电压源的电压US的方向与网孔电流一致时为正, 相反为负)

3) 将所列的回路电压方程联立成方程组, 求解得到l个网孔电流;

4) 用网孔电流表示求出各支路电流, VCR方程, 求得各支路电压。

第三, 能利用“网孔电流分析法”——分析求解下图2所示电路中各支路电流。

解析步骤:

1) 用网孔电流分析法求解此电路, 由于此电路只有3个独立回路 (网孔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ) , 选用网孔电流 (Ia、Ib、Ic) 求解此电路时, 只需列出3个网孔电流方程即可。

2) 设网孔Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的绕向如图所示, 且网孔电流分别为Ia、Ib、Ic, 即可列出用网孔电流Ia、Ib、Ic表示的回路Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的电压方程分别如下:

3) 将所列的回路电压方程①②③联立成方程组, 求解得到3个网孔电流Ia、Ib、Ic。

4) 用网孔电流Ia、Ib、Ic表示求各支路电流:

3 叠加定理

只要是一个线性电路, 当它有多个电源共同作用时, 多个电源在电路中产生的响应, 均可看作是各个电源单独作用下在电路中产生的响应的叠加。

第一, 要掌握“叠加定理”, 必须理清如下几个概念:“线性电路”、“线性元件”。

第二, 掌握“叠加定理”的解题步骤:

1) 分清该电路是否属于线性电路, 并数清该电路的作用电源数及在图上标出各支路电流;

2) 然后由各个电源单独作用时, 求出各支路电流, 并分别在图上标出;

3) 各支路电流等于各个电源单独作用时各支路电流的代数和。

第三, 能用“叠加定理”求解下图 (a) 所示电路中各支路电流。

解析步骤:

(1) (a) 图属于线性电路, 而且电路中有一个电压源US与一个电流源IS共同作用, 各支路电流如图上所标;

(2) 分别由各个电源单独作用时所产生的各支路电流分别在图 (b) 、 (c) 上标出;

①电压源US单独作用时, 理想电流源IS开路处理, 可得:

②电流源IS单独作用时, 理想电压源Us短路处理, 可得:

③电压源Us与电流源Is共同作用时各支路电流:

4 戴维南定理

第一, 要掌握“戴维南定理”, 必须理清如下几个概念:“单口网络”、“二端网络”、“有源二端网络”、“无源二端网络”。

第二, 掌握“戴维南定理”的解题步骤:

1) 将电路分为一个有源二端网络与待求支路两部分, 并将待求支路断开, 求有源二端网络的开路电压Uab;

2) 将有源二端网络的所有电源置零处理 (理想电压源US短路处理, 理想电流源Is开路处理) , 使有源二端网络端成为一个无源二端网络, 然后应用电阻的串、并联公式或Y、Δ变换求出无源二端网络的入端电阻R入, 等效为开路电阻Rab;

3) 将有源二端网络的开路电压Uab作为等效电源的电压US, 开路电阻Rab作为等效电压源的内阻RS, 用US和RS相串联组成戴维南等效电路, 代替原来有源二端网络, 然后接上待求支路, 利用欧姆定律可求出待求支路上的电流及其电压。

第三, 能用“戴维南定理”求解下图 (a) 所示电路中各支路电流。

(1) 将待求支路断开 (如b图) , 求有源二端网络的开路电压Uab:

(2) 将有源二端网络的所有电源置零处理, 用电阻的串、并联求出等效的开路电阻Rab:

(3) 将有源二端网络的等效电源接上待求支路, 利用欧姆定律可求出待求支路上的电流I:

总之, 对于同一电路, 可用不同的分析方法, 得出相同的结果。掌握好分析电路的方法和基本定理, 可让我们更熟练应用于各种电路的分析、列写电流与电压方程、计算出电路各支路的电压与电流, 达到学习电路分析的目的。

参考文献

[1]曾令琴.电路分析基础 (第2版) .北京:人民邮电出版社, 2008.

机床电气电路的故障分析方法 篇8

1 机床电气控制电路的常见故障

电气自动控制对于现代机床动力部分、生产过程与其他机器设备及生产过程, 有着极其重要的作用。常见的故障有两种, 一种是外部具有明显的特征, 如观察熔断器内熔丝是否熔断, 在机床使用中电动机、电器是否显著发热等, 需要结合主电路和控制电路逐一分析。另外一种因素是外部不存在明显的故障形式, 需要参考该电气设备的电气原理图进行分析, 并且故障的问题和原因难以发现。

1.1 短路故障与断路故障

在一个电路当中, 电气设备应用最常见的故障形式就是短路故障, 根据故障现象分析导致电路电流过大与影响电路的正常工作的具体原因, 弄清属于主电路的故障还是控制电路的故障。检查是否是由于机床在操作中操作不当, 检查控制电路的相关电气元件是否缺乏保养或者由于设备本身存在着质量问题。

断路故障是指在机床应用中由于某条线路出现断开现象, 属于控制电路的原因, 导致电流不能够正常流通。当故障确认以后, 如果不及时解决, 机床工作中会容易形成各种设备隐患, 应该进一步检查电动机或控制设备。避免出现电流外泄故障。要时可采用替代法, 即用好的电动机或用电设备来替代。

1.2 接地故障

接地故障是指电路中某点在非正常的条件下与地面接触引起的故障, 属于控制设备的故障。通电观察故障现象, 分为单相接地故障和两相或三相接地故障。关上实训台上的电源开关 (空气开关) 后分析主要原因, 用电笔检查电动机控制线路进线端 (端子排) 是否有电, 机床使用时间是否过长, 电动机控制线路电源开关 (组合开关代用) 上接线桩是否有电, 是否缺乏合理的检修和维护。合上电源开关, 检查电源开关下接线桩, 电路中很多线路的绝缘体损坏, 检查有金属外壳是否漏电导致绝缘能力下降。观察故障现象, 确定故障范围。对于中性点不接地的单相接地会严重影响三相对地电压, 按照故障现象, 分析容易引起电气绝缘击穿的故障。

1.3 电路参数配合故障

阅读设备说明书, 将机床电源断开, 清理干净, 分析电气控制电路图步骤和注意事项。从电动机有无通电, 控制电动机的接触器是否吸合入手, 观察电路中各种电气元件参数相互匹配, 决不能立即拆修电动机。在确认无短路故障后方可通电, 否则会因为电路参数的匹配问题造成电路参数配合故障, 会造成更大的事故。养成良好的保养和检修习惯, 避免影响机床正常运转故障发生, 在平时大量的维修实践中积累经验, 避免造成意外的事故或留下更大的后患。

2 机床电气控制电路的故障分析方法

针对前面提到的机床电气控制电路经常出现的故障, 根据故障现象, 提出合理的故障分析方法, 弄清属于主电路的故障还是控制电路的故障, 有效避免故障。当故障确认以后, 排除故障, 必要时可采用替代法, 保障机床正常工作。检查控制电路的相关电气元件常见的故障分析方法有:

2.1 通电观察故障现象分析法

机床电气控制电路分析故障最直接有效的方法就是观察分析法, 合上实训台上的电源开关 (空气开关) , 通过观察机床电气控制电路的实际情况对故障进行分析处理。用电笔检查电动机控制线路进线端 (端子排) 是否有电, 观察元器件是否破损, 检查电动机控制线路电源开关 (组合开关代用 (上接线桩是否有电, 连接螺钉有无脱落、检查电源开关下接线桩是否出现脱线或断线现象、熔断器下接线桩电路中是否有烧焦现象、金属外壳是否漏电, 螺旋熔断器的指示器有没有跳出, 切断电源 (注意最后一定切断实验台上的电源开关) , 观察热继电器的脱扣装置和自动开关有无动作等。

2.2 通电试车复查接触分析法

通电试车复查接触分析法是在安全的前提下, 完成故障排除任务。试车前先用万用表初步检查控制电路的正确性, 通过接触机床产生的感觉判断电路故障。通过接触判断松紧度, 判断电路功能是否正常。

指导教师允许时, 对电器元件的活动部位进行分合, 了解机床是自行停车, 还是操作者在发现故障后人工停车, 判断电器元件活动部位是否灵活;询问机床工作前、工作中和发生故障后机床运行情况, 转动电动机转轴, 起动逆序停止控制线路, 判断转轴的松紧度是否合适;故障发生过程中, 机床有没有出现冒烟、冒火和气味等异常现象, 接触判断温度变化, 分析故障。

故障发生后, 询问机床是在进行哪道工序时出现故障的, 关掉机床。接触判断振动变化, 与在进行这道工序时进行了哪些操作, 分析故障。询问机床是否发生过类似故障, 触摸电动机等的振动幅度, 判断元器件是否振动过度分析故障。

3 结束语

机械产业是一个国家综合国力的重要体现, 为了实现工业、农业、科学和国防的现代化, 需要加速机械产业的发展。机床是机械产业中重要的工具, 以上通过分析机床电气控制电路中常见的各种故障问题, 分析了在排除机床电气控制系统故障时的各种故障方法。电气控制系统是机床的核心部件, 应该根据实际情况选择合适的方法, 注意细节和步骤, 发现各种故障问题和出现原因。要仔细研究电气控制图, 提高线路的利用措施, 排查故障原因。在平时操作机床的过程中, 要十分耐心。尽最大的努力, 以达到故障排除的目的。勇于创新, 探索出更加科学合理的机床电气控制电路的故障分析方法。

摘要：机械产业是一个国家综合国力的重要体现, 并且, 机床的性能直接影响机械产品的性能。机械产业不断的更新设备, 并且机械设备在运行的过程中的机床型号不止一种, 加上受到质量和经济性等各种因素的影响, 常常会产生形式多样的电气控制电路故障。本文根据机床电气设备在工作的过程中产生的故障, 分析机床电气控制电路的故障原因与故障防范措施, 举例说明有效的故障分析和故障排除方法。

关键词：机床,电气电路,故障分析,方法

参考文献

[1]陈荣章, 孔云英.工厂电气故障与排除方法[J].化学工业出版社, 2014.

[2]陈远龄.机床电气自动控制 (修订版) [J].重庆大学出版社, 2014.

浅谈放大电路的分析方法 篇9

放大电路分析主要包括静态分析与动态分析[6]。静态分析主要是求IB、IC、V CE三个直流量参数。动态分析主要是求Ri、Ro、Av三个动态参数。分析过程如下:

1.静态分析

静态分析方法有两种:一种是固定法, 针对开环电路, 如图1所示;一种是分压偏置法, 针针对闭环电路的, 如图2所示。固定法是先在输入回路里求IB, 再通过三极管的基本电流关系求IC, 最后在输出回路里求VCE。而分压偏置法是先求IE和IC, 再求IB, 最后求出VC E。

(1) 分析输入回路

首先在其各直流通路 (即电容开路) 中, 列出它们的端特性方程。其端特性方程分别为:

(2) 三极管的基本功能是电流放大, 即把信号的输入与输出联系起来, 其桥梁关系为:

固定式和分压偏置式:

(3) 分析输出回路, 可得到输出方程为:

固定式:

分压偏置式:

通过上述方法, 就可把各种放大电路的静态Q点求出。

2.动态分析

三极管放大电路的形式有三种, 分别为共射、共集、共基。它们的动态分析方法都一样。先用逐级描绘法画出三极管放大电路微变等效电路图, 最后求出Ri、Ro、Av三个动态参数。三极管的微变等效电路如图3所示。

(1) 现对图1共射放大电路为例进行分析, 画出其交流通路和用逐级描绘法画出三极管放大电路的微变等效电路图, 如图 (4) 所示:

(2) 求解Ri、Ro、Av三个动态参数。

确定模型参数:

通过上述方法, 即可把放大电路的三个动态参数Ri、Ro、Av求出。共基和共集放大电路的动态参数同样可通过上述方法求解出来。

结束语

本文通过对三极管放大电路静态和动态两个过程的分析及类比, 给出三极管放大电路静态分析固定法和分压偏置法。在三极管放大电路的动态分析中, 利用逐级描绘法画出放大电路的微变等效图后, 通过三极管的桥梁关系求出三个动态参数Ri、Ro、Av。这样就将共射、共集、共基三种三极管放大电路的分析归纳统一起来, 从而简化放大电路的计算, 便于有机地把电路理论知识运用到模拟电路分析中, 从而加深对三极管放大电路的理解。

参考文献

[1]张明金.模拟电子技术教程.北京师范大学出版社.2009-1-1

[2]苏士美.模拟电子技术.第2版.人民邮电出版社.2010-4-1

[3]尾崎弘, 金田弥吉, 谷口庆治, 横山正人.电子电路-模拟篇 (日) .科学出版社.2004-7-1

[4]赵景波.模拟电子技术应用基础.人民邮电出版社.2009年10月

[5]华成英, 童诗白.模拟电子技术基础.第四版.高等教育出版社.2006年5月

[6][德]克劳斯.贝伊特, 沃尔夫冈.施姆希.基本电路.科学出版社.1999年9月

电路分析方法 篇10

随着现代工业技术的发展,电力电子非线性负载大量增加,使电网受到严重的谐波污染。有源电力滤波器(APF)是一种动态抑制谐波、补偿无功电流的新型电力电子装置,其补偿效果很大程度上取决于对指令信号准确、实时地检测[1]。1983年,赤木泰文等人提出了三相电路瞬时无功功率理论[2],以该理论为基础的谐波和无功电流检测方法在三相有源电力滤波器中得到了成功的应用。但事实上由单相电路中的非线性负载引起的谐波危害也很严重,能否实时检测单相系统谐波及无功电流与整个有源滤波器的补偿特性直接相关。但三相电路瞬时无功功率理论使用了众多的乘法器,计算误差大,调整困难,而且对电路的原件参数敏感,用于单相电路检测时,其效果不理想[3,4]。因此,瞬时无功功率理论不能简单、实时地应用于单相电路是该理论的一个不足。

本文在瞬时无功功率理论的基础上,从傅里叶变换出发,引入了一种基于基波幅值分离法的谐波检测方法。该方法利用三角函数的特性,对畸变电流中的基波成分和无功电流分量的幅值分别进行计算,然后通过低通滤波器把它们分离出来,最后得到基波有功和无功电流分量。该方法不但解决了单相谐波及无功电流实时检测,而且算法简单、可靠,硬件实现起来容易。

2 基于瞬时无功功率理论的单相电路谐波及无功电流的谐波检测

研究基于瞬时无功功率的三相电路谐波检测方法可发现,其实质是把待检测的三相信号经线性变换后得到有功分量及无功分量,经低通滤波器(LPF)后再做相应的反变换,即可得到谐波和无功电流。对于单相电路,只需再构造一个滞后于实际电流90°的虚拟电流和实际电流形成两相坐标信号,进而可以检测出谐波和无功电流,其检测原理如下:

设单相电网电压瞬时值为

us(t)=Ucos(ωt) (1)

单相电网电流瞬时值:

$i{}_{\text{s}}(t)=\underset{n=1}{\overset{\infty }{{\displaystyle \Sigma }}}{\rm I}{}_n\cos (n\omega t+\phi {}_n)=i{}_{\alpha }(2)$

构造β的虚拟电流:

$i{}_{\beta }=\underset{n=1}{\overset{\infty }{{\displaystyle \Sigma }}}{\rm I}{}_n\cos [n(\omega t-\frac{\text{π}}{2})+\phi {}_n](3)$

$\left[\begin{array}{l}i{}_{\alpha }\\ i{}_{\beta }\end{array}\right]=\left[\begin{array}{l}\underset{n=1}{\overset{\infty }{{\displaystyle \Sigma }}}{\rm I}{}_n\cos (n\omega t+\phi {}_n)\\ \underset{n=1}{\overset{\infty }{{\displaystyle \Sigma }}}{\rm I}{}_n\cos [n(\omega t-\frac{\text{π}}{2})+\phi {}_n]\end{array}\right](4)$

根据瞬时功率理论可得,

$\begin{array}{l}\left[\begin{array}{l}i{}_{\text{p}}\\ i{}_{\text{q}}\end{array}\right]=C\left[\begin{array}{l}i{}_{\alpha }\\ i{}_{\beta }\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\sin (\omega t)& -\cos (\omega t)\\ -\cos (\omega t)& -\sin (\omega t)\end{array}\right]\left[\begin{array}{l}i{}_{\alpha }\\ i{}_{\beta }\end{array}\right]\\ =\left[\begin{array}{l}\overline{i}{}_{\text{p}}\\ \overline{i}{}_{\text{q}}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{l}\tilde{i}{}_{\text{p}}\\ \tilde{i}{}_{\text{q}}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{l}{\rm I}{}_1\cos \phi {}_1\\ {\rm I}{}_1\sin \phi {}_1\end{array}\right]+\left[\begin{array}{l}\tilde{i}{}_{\text{p}}\\ \tilde{i}{}_{\text{q}}\end{array}\right](5)\end{array}$

式中:为基波电流引起的有功、无功直流分量;为单相电网的有功、无功交流分量。

经低通滤波器(LPF)后将和滤掉,得到ip和iq,再将其进行反变换可得基波有功、基波无功电流iαf,iβf:

$\begin{array}{l}\left[\begin{array}{l}i{}_{\alpha \text{f}}\\ i{}_{\beta \text{f}}\end{array}\right]=C{}^{-1}\left[\begin{array}{l}\overline{i}{}_{\text{p}}\\ \overline{i}{}_{\text{q}}\end{array}\right]\\ =\left[\begin{array}{cc}\sin (\omega t)& -\cos (\omega t)\\ -\cos (\omega t)& -\sin (\omega t)\end{array}\right]\left[\begin{array}{l}{\rm I}{}_1\cos \phi {}_1\\ {\rm I}{}_1\sin \phi {}_1\end{array}\right]\\ =\left[\begin{array}{l}{\rm I}{}_1\cos (\omega t+\phi {}_1)\\ {\rm I}{}_1\sin (\omega t-\frac{\text{π}}{2}+\phi {}_1)\end{array}\right](6)\end{array}$

可以看出,从is(t)中减去if可得ih;再加iq可得谐波及无功电流之和,

图1中,PLL为锁相环,其后正、余弦信号发生电路,它的输出是与us同相的正弦信号和滞后90°的余弦信号-cos(ωt)[5];LPF为低通滤波器,用来滤掉基波以外的其他高次谐波。

3 基于基波幅值分离法的单相电路谐波及无功电流的检测原理

单相电网电压:

us(t)=Usin(ωt) (8)

电网瞬时电流:

$\begin{array}{l}i{}_{\text{s}}(t)=\underset{n=1}{\overset{\infty }{{\displaystyle \Sigma }}}{\rm I}{}_n\sin (n\omega t+\phi {}_n)\\ ={\rm I}{}_1\sin (\omega t+\phi {}_1)+\underset{n=2}{\overset{\infty }{{\displaystyle \Sigma }}}{\rm I}{}_n\sin (n\omega t+\phi {}_n)\\ =i{}_1(t)+i{}_{\text{h}}(t)(9)\end{array}$

把式(10)代入式(9)得:

$\begin{array}{l}i{}_{\text{s}}(t)={\rm I}{}_{\text{p}}\sin (\omega t)+{\rm I}{}_{\text{q}}\cos (\omega t)+\underset{n=2}{\overset{\infty }{{\displaystyle \Sigma }}}{\rm I}{}_n\sin (n\omega t+\phi {}_n)\\ =i{}_1(t)+i{}_{\text{p}}(t)+i{}_{\text{q}}(t)(11)\end{array}$

式中:i1(t)为基波电流分量;ih(t)为所有高次谐波分量组成的谐波电流分量;ip(t)为瞬时基波有功电流;iq(t)为瞬时基波无功电流。

将式(11)两端分别乘以2sin(ωt),则有:

式(12)是由直流分量和交流分量组成,用低通滤波器(LPF)可得到直流分量Ip,再乘以标准正弦信号sin(ωt),就得

ip(t)=Ipsin(ωt) (13)

同理,将式(11)两边同乘以2cos(ωt),就有

式(14)也是由直流分量和交流分量组成,也通过低通滤波器(LPF)分离出直流分量Iq,再与cos(ωt)相乘,得

iq(t)=Iqcos(ωt) (15)

把计算出的ip(t)和iq(t)代入式(10)可得i1(t),再把其代入式(9),得到谐波电流:

ic(t)=ih(t)=is(t)-ip(1) (16)

但如果对谐波和无功电流同时补偿,则要断开通道2,再用电网电流减去基波有功电流,即

ic(t)=ih(t)+iq(t)=is(t)-ip(1) (17)

综上所述,算法见图2。

值得注意的是,在图2中,电源电压us(t)有畸变以及电源频率的漂移不会影响谐波及无功电流的检测。当us(t)畸变时,正余弦信号(sin(ωt),cos(ωt))应由us(t)的基波分量决定,ip(t)和us(t)的基波分量同相,但iq(t)和us(t)的基波分量正交,但式(12)～式(14)的计算过程不变。当电源频率漂移时,sin(ωt),cos(ωt)和is(t)中的i1(t)及各次谐波的频率也同步变化,式(12)～式(14)的计算过程是一样的。

研究表明,当只检测谐波时,可以不必跟踪电源电压基波分量的相位,锁相环PLL可以省去,只通过控制电路产生与电源电压同频率的正余弦信号参与计算即可,实现起来更为方便,相位可以任意[6],也就是说相位差不影响谐波电流的检测。

4 系统仿真分析及结论

在以上分析的基础上,用Matlab分别对基于瞬时无功理论和基于基波分离法的单相电网谐波及无功电流检测算法进行仿真。仿真对象为单相感性负载的整流电路,电路模型的主要参数为:系统电压Vs(t)=5.77 kV,频率f=50 Hz,谐波源含有3,5,7等高次谐波电流,LPF为二阶Butterworth低通滤波器。仿真结果见图3。

从图3a中可看出,电网电流中不但含有谐波电流成分,还含有基波无功电流成分;图3b的波形可明确看出这种检测算法是有效的;通道1检测输出的电流为基波电流if(t),而通道2输出为滞后于基波电流π/2的电流,因此该检测算法时延比较大,不能满足实时检测的要求。

图4表明该算法是有效的,能够实时检测出系统的谐波及无功分量。

由图5可知,第1条曲线是基于瞬时无功功率理论检测算法的谐波电流,而第2条曲线是基于基波幅值分离法的谐波电流。通过第1种检测算法需要经过多于2个基波电流周期(0.04 s)才能达到稳定值,而第2种检测算法仅需一个半基波电流周期,所以很明显该算法动态响应速度快。

本文提出了2种单相电路谐波及无功电流实时检测算法,仿真结果表明二者都能满足检测要求。基于瞬时无功功率理论检测算法比较准确,但时延大、动态响应慢;而基于基波幅值分离法的检测算法,其电路简单、所用器件少、检测精度高、动态响应速度快,更能适合于APF动态谐波装置来检测谐波及无功电流,是值得推广的检测算法。

参考文献

[1]Akagi H,Kanazawa Y,Nabae A.Generalized Theory of theInstantaneous Reactive Power in Three-phrase Circuits[C]∥In:IEEE&JIEE.Proceedings IPEC.Tokyo:IEEE,1983:1375-1381.

[2]Akagi H,Kanazawa Y,Nabae A.Instantaneous ReactivePower Compensator Comprising,Switching Devices With-out Energy Storage Components[J].IEEE Trans.on IA,1984,20(3):625-633.

[3]Hsu C Y,Wu H Y.A New Single-phase Power Filter withReduced Energy-storage Capacity[J].IEEE Proc.Electr.Power,1996,143(1):25-30.

[4]Wang Zhaoan,Wang Qun,Yao Weizheng.A Series ActivePower Adopting Hybrid Control Approach[J].IEEETrans.on Power Electronics,2001,16(3):301-310.

[5]王兆安,杨军,刘进军.谐波抑制和无功功率补偿[M].北京:机械工业出版社,1998.

电路课程教学方法探讨 篇11

摘要：电路课程是高校电气类专业的专业基础课，针对电路课程课时数少、教学内容多，学员感觉难学的教学实际，从课程的教学内容、教学方法、教学手段和实验教学等方面进行了探讨，提出一些提高教学效果的思路与方法，用于提升学员学习的兴趣，对电路课程教学具有一定的参考意义。

关键词：电路；教学过程；教学质量；学习兴趣；互动

作者简介：姜静（1970-），男，山东烟台人，海军航空工程学院控制工程系，副教授；刘迪（1983-），男，山东莱西人，海军航空工程学院控制工程系，讲师。（山东?烟台?264001）

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）21-0050-02

电路课程是电工、电子、电气等相关专业的一门重要的主干专业基础课。学好电路课程，能够使学员加深对电路理论知识的理解，掌握计算求解电路的方法，掌握利用电路进行实验的技能，为以后学员学习专业课打下扎实的理论基础。通过电路课程的学习，对学员的学习能力、分析问题方法和实验动手能力的提高起到非常重要的作用。随着国家教委对高校课程体制的不断改革与调整，全国很多高校的电路课程的学时被缩减了。然而内容却很多。那么如何利用电路课程有限的学时来搞好电路教学，是摆在每一个电路课程教员面前的重要任务。[1]电路具有内容多、知识点多、知识体系庞杂的特点，如何在有限的学时内向学员全面地、细致地、有效地传授电路理论的基本概念、基本定律和基本分析方法，是值得每一个从事电路教学工作的教员认真思考的问题。

一、电路课程所具有的特点

（1）电路中定理多、概念多。就正弦交流电路这一部分内容，就有振幅、角频率、初相、相位、相位差、有效值、复阻抗、阻抗、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、谐振等许多概念。

（2）电路中理论内容多。电路课程的理论内容包括了直流电路、正弦交流电路、动态电路、三相电路、变压器、二端口网络等六部分内容。在这六部分的内容中，每一部分又包含许多细节内容。例如：在直流电路中，有基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，在直流电路的求解中，有支路电流法、网孔电流法、节点电压法、戴维南定理、诺顿定理、叠加定理等。在整个电路课程学时压缩的情况下，这为教学增加了比较大的难度。[2]

（3）电路中定理公式的数学推导比较复杂。在电路课程的学习中要涉及许多的数学内容，例如：复变函数运算、微分方程、积分方程、傅里叶变换、频率特性等等。这些也为电路的教学增加了很大的难度。

二、在电路教学中注意激发和培养学员的学习兴趣

兴趣是一个人做事的动力，学习过程中也需要兴趣。如果学员对电路课程的学习产生兴趣，那么学员就会从内心里产生一种主观能动性促使他学好这门课程。提高教学质量的关键是提高学员的学习兴趣，所以，教员们应该以培养学员的学习兴趣为重点，引导学员善于思考、勇于创新、热爱学习的习惯。兴趣能显著提高学员的学习热情。由于电路课程的内容多、定理多、概念多、公式推导比较复杂、重点和难点难以掌握等原因，很多学员在一开始学习电路课程的时候，就产生了畏难情绪、缺乏自信心。[3]因此，首先要明确告诉学员电路课程的重要性，使学员从内心深处对电路课程产生兴趣，使学员明确学习的目的和意义。要使学员产生对电路课程学习的兴趣，除了要求教员具备一定的授课经验，精通电路课程教学内容之外，还要不断地改进教学方法，提高教学水平，重视提高学员独立思考和创新能力。还要注意营造和谐活跃的课堂气氛，充分调动学员学习的热情和积极性，当学员回答对问题或者比以前有进步时，要给予适时的鼓励和表扬，从而激发学员的学习兴趣和积极性。[4]在授课的过程中，还要让学员们自己展开讨论，谈谈自己对电路这门课的认识，谈谈学好电路课程对自己专业的影响和意义，从而逐渐培养出学习电路课程的兴趣，同时也找到了自己努力的方向和目标。在授课过程中，教员们还可以用比较的方法来提高学员们的学习兴趣，例如将电能和其它能源做比较；将电能的传输与电能的存储做比较；将电动机和汽轮机做比较等等，突出电能的生产、输送方便，应用广泛的优点。还可以从日常生活的家用电器入手，通过精心的课堂设计，使书本上抽象的电路理论变得具体形象，使枯燥的知识变得生动有趣。这些方法都可以广泛提高学员的学习兴趣。产生良好的学习效果。

三、创新教学方法和改进教学手段

1.将多媒体与板书有效的结合

目前，很多高校都采用板书与多媒体幻灯片相结合的教学方式，采用多媒体教学的优点是：幻灯片上所包含的信息量比较大，转换速度比较快，切换比较方便等。但是它也有缺点：信息量大，幻灯片切换快使学员的思路跟不上；课堂笔记写的不够完善；降低了学员对理论知识接受的效果；教学过程的连贯性变差。电路课程是一门专业基础课程，它的特点决定了不能用多媒体幻灯片来完成电路教学。与此同时，电路课程属于理工科课程，它不同于文科课程，电路课程里面有许多概念、定义、定律、公式推导等，所以要采用多媒体与板书相结合的方式进行授课。这种方式会使得课堂教学内容形象生动、丰富多彩，达到图文并茂、绘声绘色的课堂效果。[5]

2.注重培养学员综合运用知识的能力

要注重培养学员综合运用知识的能力，电路课程中通常要开设课内实验，从而验证书本中的理论知识的正确性。在做实验的过程中，要注重培养学员的动手能力和对知识综合运用的能力。在每次做实验的过程中，要使学员明确实验目的，掌握实验原理，按照实验规则使用实验仪表、实验仪器。最重要的是要鼓励学员独立思考、勇于创新、大胆尝试地操作，让学员们尽量做到用不同的电路元件来实现所要求的电路功能，从而提高学员们的设计能力，增强学员分析和解决实际问题的能力，培养学员们的创新精神。

3.将书本中的新内容与演示实验结合讲授

电路课程中还有大量的演示实验，演示实验能化抽象为具体，化枯燥为生动，为掌握书本中的新知识创造了条件。例如：在讲“三相电路”这一节，教员给学员们安排了一个三相交流发电机的构造、工作原理、发电过程的演示实验，学员从实验过程中产生了一系列的疑问，这时，教员适时引入书本正题，调动起学员的学习兴趣，使学员主动融入到教员所创造的课堂气氛中，取得了比较理想的教学效果。[6]

四、采用多元化的考核方式

考核是一种检验学员学习质量和掌握知识情况的手段。考核能够充分激发学员的学习热情和学习的主动性。所以，考核的方式对提高教学效果和教学质量是非常重要的。仅靠一张期末考试的试卷是不能考察出学员的真实水平的，也不能培养学员的创新性，使学员不能灵活的掌握书本上的知识，还使学员养成依赖书本内容的习惯，不利于教员开展课堂教学，也不利于提高教学效果和教学质量。因此，我们通过分析研究，对考核方式进行了改革，学员最后的总成绩并不是只由单一的卷面成绩来决定，增加了实验成绩和平时成绩，使得考核方式多元化，从全方位考核学员的能力。第一部分是平时成绩，平时成绩占课程考核成绩的10%，平时成绩主要是考核学员完成作业的情况，学习态度是否端正，上课是否认真以及出勤率等；第二部分是实验成绩，实验成绩占课程考核成绩的20%，实验成绩主要是考核学员平时实验操作能力、动手能力、排除故障能力，实验报告的撰写和实验数据的处理，实验成绩能反映学员做实验的态度和能力。第三部分是考试成绩，考试成绩占课程考核成绩的70%，考试成绩也叫卷面成绩，考试成绩侧重对电工技术书本上知识点的考查，以综合性试题形式考核学员对基本内容、基本分析方法和对知识的综合应用能力，采用闭卷形式，主要考察学员的智能。经过对考试形式的改革，我们从学员的平时表现，实验动手能力，对书本上理论知识的掌握中发现改革得到了显著的成效，学员理解问题、分析问题、解决问题和创造性思维的能力与以往相比有了显著的提高。

五、结束语

在电路课程内容相对稳定的情况下如何不断提高课程教学质量，需不断地探讨、思考。通过近三年的教学实践证明，课堂教学质量的提高，教学手段的多样化，促进了学员的学习兴趣。实验教学中渐进式的实验教学，培养了学员的工程实践能力，激发了学员的创新意识，从考试结果来看，本门课程学员成绩明显提高。综上所述，只有不断地在教学方法、教学手段上下功夫，在课程教学的每一个细节上下功夫，才能高质量地完成电路课程的教学任务。

参考文献：

[1]马小三,章家岩,李绍铭,等.电路课程教学改革研究[J].安徽工业大学学报:社会科学版,2011,(2).

[2]何新霞.提高“电路分析”课程教学质量的探讨与思考[J].中国电力教育,2011,(9).

[3]王国琪.《电路基础》课教学技巧[J].职业技术,2011,(3).

[4]王季方,孙向东.《电路基础》课程教学方法的探讨[J].教育教学论坛,2011,(21).

[5]刘远社.电路分析课程的教学探索[J].西南民族大学学报:自然科学版,2011,(S1).

[6]许立华.对高职《电路基础》教学的几点思考[J].科技信息,2011,(16).

负反馈放大电路的分析方法 篇12

1 判断负反馈～瞬间信号极性法

负反馈电路的分析与一般放大器的电路分析有所不同, 需要进行反馈信号的相位分析, 以判断反馈电路是不是负反馈。在信号电压瞬间极性分析法中, 先假设放大器的输入管基极信号电压在增大, 并在电路中用“+”号标在该三极管基极上, 如图1所示, 标出第一个“+”, 然后分析基极信号电压在增大时, 引起三极管基极电流是增大还是减小, 再沿放大器信号传输线路一步一步分析放大器各信号输出点信号电压中的相位是增大还是减小, 并在各点上用“+”号或“-”号标出, “-”号表示是在减小, 一直分析到放大器的输出端, 标出输出信号电压的相位, 见图1中的五步标注示意图。然后将这一输出信号沿输出端与输入端之间的负反馈电路分析, 标出负反馈信号加到输入管时的极性, 再分析这一负反馈信号对输入管基极电流产生什么影响。如果减小了净输入信号, 就是负反馈过程, 否则就不是。

2 判断电压和电流负反馈信号的方法

电路分析中, 了解电压和电流负反馈的目的是:可以知道负反馈放大器是能够稳定输出电压还是稳定输出电流。判断电压和电流负反馈信号的方法是这样:如图2所示, 确定负反馈信号取自三极管的集电极还是发射极, 取自集电极为电压反馈, 取自发射极为电流反馈。

3 判断并联的串联负反馈的方法

电路分析中, 了解并联和串联负反馈的目的是:可以知道负反馈放大器的输入阻抗是增大还是降低。判断并联和串联负反馈信号的方法是这样:如图2所示, 确定负反馈信号是加在三极管的基极还是发射极, 加在三极管基极的是并联负反馈, 加在三极管发射极的是串联负反馈。

4 负反馈量的分析方法

负反馈电路分析中, 需要对负反馈的量进行分析, 以确定负反馈电路对放大器放大倍数的影响。分析中, 假设负反馈电阻阻值在增大还是减小, 并分析负反馈量是增大或是减小, 以推论放大器的放大倍数是增大还或是减小。负反馈从放大器的输出端取出一部分信号作为反馈信号。从放大器输出端取出的信号愈多时, 负反馈使静输入放大器的信号变得愈小, 放大器的输出信号也愈小。显然, 从放大器输出端取出的负反馈信号愈多, 放大器的负反馈量愈大, 使放大器的放大倍数下降量愈多。同理, 当负反馈量较小时, 放大器的放大倍数下降量较小。

5 结语

上述分析方法理论联系实际, 通过对负反馈放大电路的分析, 阐述了判定负反馈电路类型的方法。有利于电子技术课程教学中难点的突破和掌握。

摘要：在放大电路中引入负反馈, 能改善放大电路的工作性能, 使电压放大倍数的稳定性提高, 同时减小了放大信号输出波形的非线性失真。因此, 负反馈在电子技术中得到广泛的应用。