开路电压--短路电流定理

Love安呐老哥 · 发表于 2020-2-11 20:28

本帖最后由 xukun977 于 2020-3-1 12:59 编辑

[payamount]0.10[/payamount]
[pay]

在电路分析基础中学过戴维南和诺顿定理，简述如下：

戴维南定理：任意线性网络中一对端口，可以用一电压源（等于这个端口开路时的电压）串联一个阻抗（这个端口看进去的阻抗）代替。
诺顿定理：任意线性网络中的一对端口，可以用一电流源（等于短路电流）并联一个阻抗（这个端口看进去的阻抗）代替。

具体表示方法见下图：

由戴维南定理和诺顿定理，可推出一个结论：

给定一个网络的端口，如果电压V表示端口的开路电压，I表示短路电流，Z为该端口看进去的阻抗，那么下面关系成立：

这些表达式看着和欧姆定律完全相同，但是不要小瞧这些简单公式，说不定是最简单的计算公式。
例如，求下图中的V12=？

这个问题有多种求解方法，例如叠加原理、节点或网孔法，但是使用本贴所说的定理，可能是最简单的。
根据定理可知，V12等于这个端口的短路电流除以这个端口看进去的导纳。所以求出I和Y即可。

短路电流易求，因为短路20K电阻，直接就能看出I=25/10-10/5=0.5（mA)
12端口看进去的导纳就是三个电阻的导纳之和，即Y=1/10+1/20+1/5= 0.35 （mS)

所以V12=I/Y=0.5/0.35=1.43V

请在此处填写付费后可见内容[/pay]

发表于 2020-2-11 20:59

本帖最后由 xukun977 于 2020-2-11 21:13 编辑

再看看这个方法解决负反馈电路时的威力。

上图中的两级负反馈放大器，如果使用常规的节点或网孔法，计算量是比较大的，估计需要一张A4草稿纸，计算半个小时。

如果直接使用负反馈的结论，说电压增益是Rf/Ri，那么这个结论成立的前提条件是什么？这个时候难免还要准确计算实际增益值，看看何时可以近似成常规的结果。

负反馈放大器的常规分析参数是输入阻抗，输出阻抗和增益，先看看输出阻抗的计算。

输出阻抗计算的原理图如下：

如何计算ix呢？分解开看：

重点提醒：

有时候看些东西，如果是以前看过的，就会以为已经很熟悉，不需要看了，于是熟视无睹了。

请仔细看清楚这里电压源Vx的作用，或者说奥秘，这个是全局分析能简化的关键所在！

这里电压源的奥秘是干掉反馈环，或者说把反馈环切开，把负反馈消灭掉，计算才能简单轻松。

发表于 2020-2-11 21:19

本帖最后由 xukun977 于 2020-2-11 21:22 编辑

学习过一些原理方法，一定要经常用，才能越用越熟。

例如我看拉扎维写的模电教材，我会用我自己掌握的方法，直接写出结果，根本不会去看书中的节点或网孔法。

发表于 2020-2-18 14:13

为什么要付费看呢？？？

发表于 2020-2-18 16:05

Rdst2014 发表于 2020-2-18 14:13
为什么要付费看呢？？？

不知道是我一个人的问题还是大家都这样，点击付费之后网页是一串代码

发表于 2020-2-18 20:15

Rdst2014 发表于 2020-2-18 14:13
为什么要付费看呢？？？

收费1毛，目的是数数，数有多少人需要看的，不然我码了半个小时的字就白码了。

发表于 2020-2-20 20:00

本帖最后由 xuku977 于 2020-2-20 20:05 编辑

我N年前就说过，学习过电路分析，就懂个节点网孔法，那么电路分析就跟没学是一样的。

原因很简单：节点和网孔法，比较呆板，运算量大，在计算机仿真软件中特别有用的。
但如果是人类手工分析电路，除非是一两个节点的超级简单电路，一般运算量超大而没有实用价值了。

即便是叠加原理，也是费事的，例如下图电路，如果使用叠加原理，第一次计算第二图中的两个电阻等效并联值，然后使用分压公式，计算出U1，然后再对第三个电路使用相同的套路计算出U2，然后U1+U2

整个过程大约是4步+1小步（求和）！

使用本贴所说定理，速度是最快的。

发表于 2020-2-20 21:12

本帖最后由 xuku977 于 2020-2-20 21:14 编辑

如果是在学校期间做作业或者考试，可以这样来：

如果是工程师还这样搞，就惨了。
例如本帖所说电路，使用上面这个算法，没有30分钟，绝对搞不定。除非电路事先规定/默认成---深度负反馈。

发表于 2020-2-20 21:39

本帖最后由 xuku977 于 2020-2-20 21:40 编辑

我原来学模电，电路分析基础教材使用的是亚历山大的《电路基础》，现在好像是第六版了。
书中重点强调节点法和网孔法，书中几百道习题我也是做了一遍，可以说对节点/网孔法练习了上千遍。

教科书中内容熟练后，一旦解决实际问题就发现啥比了，例如下图可以说是已经简化的放大器结构了，倘若按照教课书的套路来，画出小信号模型，再求传递函数看看电路的稳定性和动态性能，发现费了九牛二虎之力，得到二里路长的公式，根本没有任何意义。

学过的知识，很难排上用场，于是老郁闷了。

研一的某天下午，实验室看开关电源原理，无意间看到美国加利福尼亚理工某个大牛的一本书，他在书中说到的情况，和我经历的完全相同----此人大学毕业后从事开关电源设计，开始也是埋头苦算传递函数，费时费力不讨好，而身边的高级工程师也不是算出来的，或者说分析计算非常少，而是根据所谓的“经验”练就了一些技能。

由于作者这个难得一见的“大实话”----普通作者都是装高深，绝对不可能在书中说自己不懂什么，这样没面子---找到了根本原因，是分析方法或技术不靠谱。

问题根源找到就好解决了，掌握一两个速算方法就行了。

发表于 2020-2-20 21:45

例如下图，求Vout与五个电压源之间的关系，如果你使用节点或网孔法，没有半小时算不出来吧？

开路电压--短路电流定理

评论

相关帖子

浏览过的版块

坚毅之洋流

核心会员奖章

十世金身

技术导师奖章