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[电路/定理]

酱油启示录——65

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本帖最后由 路过打酱油。。 于 2013-12-3 16:04 编辑

再论“戴维南”(对偶为“诺顿”):

这是个线性有源单端口网络的等效问题,条件在相关帖子中已经给出,引一下:
先把条件给全了,1)黑匣子里是个线性电路(如线性电阻和线性受控源组成的电路网络),2)含若干个独立源(可以是电压或电流源)Ui和Ij,3)黑匣子有一个单端口P。


1)先给出“戴维南”形式的推导

在端口上加入一个电流源Ip。由叠加原理,端口电压为

    Up = Ip R + ∑Ui Ai + ∑Ij Rj

其中R、Ai和Rj都是与Ip无关的系数。令∑Ui Ai + ∑Ij Rj = U,则有

    Up = Ip R + U

这就是戴维南等效,其中U为开路(Ip=0)时所测电压,而R是令内部独立源都为零(∑Ui Ai + ∑Ij Rj = 0)时所测的电阻。需注意的是,R可以是负的。


2)再给出“诺顿”形式的推导

在端口上加入一个电压源Up。由叠加原理,端口电流为

    Ip = Up G + ∑Ui Gi + ∑Ij Bj

其中G、Bi和Gj都是与Up无关的系数。令∑Ui Gi + ∑Ij Bj = I,则有

    Ip = Up G + I

这就是诺顿等效,其中I为短路(Up=0)时所测电流,而G是令内部独立源都为零(∑Ui Gi + ∑Ij Bj = 0)时所测的电导。同样需注意的是,G可以是负的。


3)对偶关系

“对偶”是个常见的关系(如电阻和电导),这里的“戴维南”和“诺顿”便是一例。由相关的推导就看得非常清楚。

根据“戴维南”形式

    Up = Ip R + U

显见有

    Ip = Up/R - U/R

对比“诺顿”形式,有

    G = 1/R

    I = -U/R

注意其中的负号。

同样可以由“诺顿”推出“戴维南”。


4)奇异点的处理

可能有人会提出疑问,譬如R=0或G=0如何处理?简单得很,按极限方法处理(不熟悉者,看《高等数学》)。

“戴维南”形式的奇异点处理,即R→∞。



    Up = Ip R + ∑Ui Ai + ∑Ij Rj

可知,必然有∑Ui Ai + ∑Ij Rj → ∞(U→∞),否则Up→∞(所测电压必须是个有限值才有意义)。两边各除R得

    Up/R = Ip + (∑Ui Ai + ∑Ij Rj)/R

当R→∞时有

    Ip = -lim[R→∞](∑Ui Ai + ∑Ij Rj)/R = I

即此为一个理想电流源。按“戴维南”的对偶“诺顿”的说法,便是

    G = 0

    I = Ip  (直接测电流所得)

类似可以处理“诺顿”形式的奇异点,即G→∞。

其实,只要你知道0和∞原本就是一对“对偶兄弟”的话,也就不会大惊小怪的了。

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沙发
YYWYY| | 2013-12-3 10:33 | 只看该作者
膜拜一下

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板凳
magic_yuan| | 2013-12-3 10:33 | 只看该作者
牛人发帖---支持。。。。

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地板
YYWYY| | 2013-12-3 10:38 | 只看该作者
借贵宝地问一个问题,我用万用表的DC档测量高频的方波信号,万用表显现的数值很稳
那么请问万用表的DC当测量信号时,测量的是电压的平均值还是有效值,

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magic_yuan 2013-12-3 21:20 回复TA
DC平均值,AC RMS值 
5
路过打酱油。。|  楼主 | 2013-12-3 11:01 | 只看该作者
YYWYY 发表于 2013-12-3 10:38
借贵宝地问一个问题,我用万用表的DC档测量高频的方波信号,万用表显现的数值很稳
那么请问万用表的DC当测 ...

建议,自己用信号发生器(基本的仪器应该都具备)给出个已知的信号,再用万用表的DC档测一下。然后自己计算验证一下。

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6
YYWYY| | 2013-12-3 11:17 | 只看该作者
路过打酱油。。 发表于 2013-12-3 11:01
建议,自己用信号发生器(基本的仪器应该都具备)给出个已知的信号,再用万用表的DC档测一下。然后自己计 ...

谢谢你的提示
我刚才按照你的说法用函数发生器输出一个幅值10V的正弦波信号,1k‘,用fluke万用表测量值为5.151V,值基本不漂
那么万用表的DC档测量的应该是电压的平均值
想想也应该如此,DC档是有正负的所以应该是平均值,而有效值是没有正负的
那么再想向楼主请教一个问题,如果一个直流电压里面叠加有交流分量,怎样才能将其电压精度测量准确
1、所谓的电压精度应该是和“额定电压”比吧,那就是输出电压的最大最小值要和此电压的有效值还是平均值相比?
2、对于这种高频的交流信号,我用万用表测出来的是个稳态值,示波器能又只能看到10mV级别的

那么对于这种毫伏级的交流信号怎么能将其测量准确呢

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7
路过打酱油。。|  楼主 | 2013-12-3 13:58 | 只看该作者
YYWYY 发表于 2013-12-3 11:17
谢谢你的提示
我刚才按照你的说法用函数发生器输出一个幅值10V的正弦波信号,1k‘,用fluke万用表测量值 ...

先抛开所谓的“有效值”和“平均值“,单看你所说的那个“直流电压里面叠加有交流分量”,这其实就是个叠加信号。测量叠加信号,可以将其换个“坐标”看,譬如频域。这里就是个直流分量叠加单谐交流分量的信号。你用万用表的DC电压档测量所得就是其直流分量(平均值),而采用示波器看到的则是其交流分量(时域)。若用频谱仪看,则是两条频域上的谱线。这些都是测量,包括用示波器直接观看其交直流信号的叠加(含直流测量)。

如果要测量交直流叠加信号中的交流部分,且认为信号过小,可以通过滤波(如高通或带通)分离出交流信号后适当放大即可。

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8
黄小俊| | 2013-12-3 14:11 | 只看该作者

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9
YYWYY| | 2013-12-3 14:17 | 只看该作者
路过打酱油。。 发表于 2013-12-3 13:58
先抛开所谓的“有效值”和“平均值“,单看你所说的那个“直流电压里面叠加有交流分量”,这其实就是个叠 ...

谢谢您的回复
那请问如果就是想测量一个开关电源的输出精度,用什么仪器测量呢
难道我先用万用表测量其平均值,再用示波器看其波形,然后积分算出来
有没有高级一点的仪器呢
另外,就说开关电源的精度,是跟谁比呢,是跟有效值比还是跟有效值比
像你说的将小信号放大,则要搭建一个放大电路,要确认你放大电路的工作正常,那你肯定要通过测量前后级的信号啊,这是一个**和蛋的问题啊

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Lgz2006 2013-12-3 14:41 回复TA
秀才遇上兵(*^__^*) 嘻嘻…… 
10
路过打酱油。。|  楼主 | 2013-12-3 15:09 | 只看该作者
YYWYY 发表于 2013-12-3 14:17
谢谢您的回复
那请问如果就是想测量一个开关电源的输出精度,用什么仪器测量呢
难道我先用万用表测量其平 ...

简单地回答一句:

检测仪器的仪器不是通常所看到的那些常规仪器,其有更高的标准。具体可以了解一下“计量标准”。

按现代物理的水平,“**和蛋的问题”已不复存在。

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11
YYWYY| | 2013-12-3 15:14 | 只看该作者
路过打酱油。。 发表于 2013-12-3 15:09
简单地回答一句:

检测仪器的仪器不是通常所看到的那些常规仪器,其有更高的标准。具体可以了解一下“计 ...

谢谢lz的回复,小弟本科就是学物理的,半路出家学电子了,基础太差所以问的问题可能比较2望多包涵,
能否推荐一下书籍名称

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12
menfiss| | 2013-12-3 16:04 | 只看该作者
YYWYY 发表于 2013-12-3 10:38
借贵宝地问一个问题,我用万用表的DC档测量高频的方波信号,万用表显现的数值很稳
那么请问万用表的DC当测 ...

普通的数字万用表(双积分法)测量的是平均值,实际需要有效值,所以针对50hz正弦波,将有效值测量结果乘以一个系数,读数是有效值,但对于其它波形就会有一个偏差。

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13
路过打酱油。。|  楼主 | 2013-12-3 16:08 | 只看该作者
YYWYY 发表于 2013-12-3 15:14
谢谢lz的回复,小弟本科就是学物理的,半路出家学电子了,基础太差所以问的问题可能比较2望多包涵,
能否 ...

学物理的应该更能明白这些道理。至于书么,建议先从《电路分析》入手。

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14
tergy2012| | 2013-12-3 17:24 | 只看该作者
酱油启示录。。。。

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15
xukun977| | 2013-12-3 21:09 | 只看该作者
失望,距离上次争论一个多月了,一点思考都没有,仍原地踏步。
1.三个条件并不全.
2.地球人都知道,单用叠加原理是根本不能证明戴伟宁定理的。
不过老抽这两下子能忽悠倒论坛六成半网友。

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16
路过打酱油。。|  楼主 | 2013-12-3 21:30 | 只看该作者
xukun977 发表于 2013-12-3 21:09
失望,距离上次争论一个多月了,一点思考都没有,仍原地踏步。
1.三个条件并不全.
2.地球人都知道,单用叠 ...

风凉话少说,给出点有价值的东西才是....

别和那谁似的,尽说些没用的东西。“半仙”,OK?

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17
路过打酱油。。|  楼主 | 2013-12-3 21:47 | 只看该作者
既然都到齐了,那就引一下吧:

https://bbs.21ic.com/icview-631028-1-2.html

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18
xukun977| | 2013-12-3 22:07 | 只看该作者
模棱两可的暧昧回答没法辩论,
只要你一句话:15楼两点你认不认?直接用Yes或no给出清晰简洁明了表态。

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19
路过打酱油。。|  楼主 | 2013-12-3 22:25 | 只看该作者
xukun977 发表于 2013-12-3 22:07
模棱两可的暧昧回答没法辩论,
只要你一句话:15楼两点你认不认?直接用Yes或no给出清晰简洁明了表态。 ...

“1.三个条件并不全.”

既然认为条件不全,请给出“充分”条件。

“2.地球人都知道,单用叠加原理是根本不能证明戴伟宁定理的。”

同“1”。

其他的都是废话!

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20
xukun977| | 2013-12-4 00:06 | 只看该作者
用戴维宁定理来证明戴维宁定理,亏你老抽能想的出这个捷径。
这样要行的话,相当于物理学中,人可以把自己拖举起来一样。

老抽还是玩哲学吧,那东西怎么扯都不会错。

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