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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电荷和库仑定律3

1.1.4材料导电性差异的微观解释3

1.1.5伽尔伐尼的意外发现3

1.1.6伏打电池建立了第一个电路，将静电学推进到了动电学4

1.1.7磁——又一个神秘的世界5

1.1.8奥斯特实验5

1.1.9法拉第电磁感应定律6

1.1.10欧姆定律的出现是历史的必然7

1.1.11用电流或电压表达信号——电报的兴起8

1.1.12电话问世与连续信号响应10

1.1.13电灯是电气工程应用中的一个重要里程碑11

1.1.14场的概念与麦克斯韦方程12

1.1.15 赫兹实验与无线电的发明13

1.1.16调谐电路与矿石检波器14

1.2电子学的故事15

1.2.1布劳恩开辟了一个新领域，电子器件登场15

1.2.2电子管开创了电子学时代15

1.2.3半导体器件登场迅速成为电子学的主角17

1.2.4器件电路合一引起的革命18

1.3电路分析的基本思路19

1.4电路与电子线路的关系20

1.5本教材的特点与结构21

习题22

第2章 电路工程的基本任务与方法23

2.1电路的描述和表达23

2.1.1电路示意图23

2.1.2电路元件与电路符号24

2.1.3电原理图24

2.1.4电路拓扑图25

2.1.5电流与电压的参考方向27

2.2电路模型28

2.2.1元件、器件与电路28

2.2.2器件的物理模型29

2.2.3电路的抽象31

2.2.4抽象的其他作用32

2.3电路的语句描述33

2.3.1电路的SPICE语句描述33

2.3.2电路的硬件语言描述35

习题36

第3章 电源与电信号源37

3.1直流电源37

3.1.1电池——化学直流电源37

3.1.2太阳能电池48

3.1.3电池的伏安特性与电路模型48

3.2正弦波交流电源51

3.2.1电力电源——重要的正弦波交流电源51

3.2.2正弦波交流电源与电路工程52

3.2.3正弦波形的表达52

3.2.4正弦波形的重要性质54

3.2.5正弦量的矢量表示形式55

3.2.6复数及其四则运算57

3.2.7正弦量的相量表示形式58

3.3三相交流电源与三相电路59

3.3.1三相交流电的产生59

3.3.2三相电源的接法61

3.3.3三相负载的接法62

3.3.4三相电路连接62

3.3.5三相电路的功率62

3.4信号源64

3.4.1能量、信息与信号64

3.4.2有用信号与干扰信号65

3.4.3产生语音信息的信号源——话筒65

3.4.4监测温度变化的信号源——热电偶66

3.4.5探测磁场变化的信号源——磁头66

3.5理想电源67

3.5.1理想电压源67

3.5.2理想电流源69

3.5.3理想电源的连接71

3.6独立电源的SPICE语句描述77

3.6.1 PULSE（脉冲）77

3.6.2 SIN（正弦波）78

3.6.3 EXP（指数波）78

3.6.4 PWL（分段线性）79

3.6.5 SFFM（单频调频波）79

习题80

第4章 开关与开关电路81

4.1开关和电路保护装置81

4.1.1开关的功能81

4.1.2插头与插座83

4.1.3常闭开关和常开开关85

4.1.4旋转开关85

4.1.5保险丝85

4.1.6断路器86

4.1.7继电器87

4.1.8有源开关简介88

4.2开关的物理特性89

4.2.1开关的静态特性和理想条件89

4.2.2开关的动态特性和理想条件89

4.3开关的SPICE描述89

4.3.1随动开关89

4.3.2受控开关91

4.4开关电路简介92

4.4.1开关与电源的连接92

4.4.2信号生成开关电路94

4.4.3开关逻辑电路95

4.5单位阶跃函数和单位冲激函数96

4.5.1单位阶跃函数96

4.5.2单位冲激函数96

4.5.3单位阶跃函数和单位冲激函数的SPICE描述97

习题98

第5章 电阻与简单电阻电路分析99

5.1电阻元件99

5.1.1电阻的物理特性99

5.1.2通用电阻元件100

5.1.3电阻的规范103

5.1.4电阻的SPICE描述语句106

5.1.5电阻的高频模型107

5.2电阻的伏安特性和功耗107

5.3简单电阻电路分析112

5.3.1电阻电路的等效变换112

5.3.2电阻的串联113

5.3.3电阻的并联113

5.3.4电阻的Y形联结和△形联结的等效变换115

5.3.5实际电压源和实际电流源的等效变换117

5.3.6单端口电阻电路的输入电阻117

5.4欧姆定律的相量表达形式118

5.5测量电流、电压和电阻的仪表119

5.5.1安培表119

5.5.2伏特表设计121

5.5.3欧姆表设计122

5.5.4万用表123

习题124

第6章 电路方程与电路定理126

6.1电路方程126

6.1.1 KCL和KVL独立方程数126

6.1.2回路电流方程127

6.1.3结点电压方程129

6.2叠加定理130

6.3替代定理131

6.4戴维宁定理和诺顿定理132

6.4.1戴维宁定理132

6.4.2戴维宁定理的应用133

6.4.3诺顿定理133

6.5最大功率传输定理134

6.6特勒根定理135

习题136

第7章 电容与电容模型139

7.1电容原理139

7.1.1静电现象与电容139

7.1.2电容上存储的能量141

7.1.3理想电容器的基本行为143

7.2商用电容元件146

7.2.1商用电容元件的功用和分类146

7.2.2商用电容元件的特性、规范146

7.2.3高频低介质损耗电容150

7.2.4电源滤波用大容量电容150

7.2.5贴片电容152

7.2.6商用电容器特征汇总152

7.3集成电路电容153

7.4电容的SPICE语句描述154

习题154

第8章 电阻电容（RC）电路156

8.1电源向电容充电156

8.1.1理想电压源向电容充电156

8.1.2理想电流源向电容充电157

8.1.3正弦波电压对电容充放电158

8.2 RC电路的基本形式与电路瞬态响应160

8.2.1一阶线性微分方程式求解161

8.2.2 RC电路瞬态响应164

8.3 RC电路对正弦波的响应167

8.4相量法求解RC电路168

8.4.1复数在电路特性计算中的应用168

8.4.2相量法求解RC电路170

8.5简单RC电路172

8.5.1 RC分压器172

8.5.2 RC分流器176

8.5.3微分电路179

8.5.4积分电路181

习题185

第9章 电感187

9.1电感的物理概念187

9.1.1载流直导线188

9.1.2无限长螺线管189

9.1.3环形线圈189

9.2理想电感元件的基本特性193

9.2.1理想电感元件的安韦特性和“伏安”特性193

9.2.2理想电感元件的功率194

9.2.3理想电感元件的串联与并联195

9.2.4电感与电容的对偶关系195

9.3磁性材料195

9.4磁路与磁路定律200

9.5实际电感元件201

9.5.1电感元件的分类201

9.5.2电感元件201

9.5.3贴片电感202

9.5.4集成电感202

9.5.5分布参数电感203

9.6电感计算203

9.6.1环形线圈的电感量203

9.6.2电感量的一般计算方法204

9.6.3电感量的工程计算方法205

9.7电感元件的模型和参数208

9.7.1电感元件的零级模型208

9.7.2电感元件的SPICE语句格式209

9.7.3电感元件的一级模型209

9.7.4低频扼流圈的模型210

9.7.5高频线圈的模型210

习题212

第10章 电阻电感（RL）电路214

10.1电感的电源驱动214

10.1.1直流电压源驱动电感214

10.1.2交流电源驱动电感215

10.1.3利用复数计算电感的阻抗216

10.2 RL电路217

10.2.1 RL电路的两种基本形式217

10.2.2 RL电路的串并联变换220

习题223

第11章 电阻电感电容（RLC）电路226

11.1 RLC电路的基本形式226

11.2 RLC电路的零输入响应227

11.3 RLC电路的零状态响应233

11.3.1 RLC电路的阶跃响应234

11.3.2 RLC电路的冲激响应237

11.3.3无损耗电感电容电路对正弦信号的响应240

11.3.4 RLC电路对正弦信号的响应243

11.3.5电容、电感器件的自谐振频率247

习题253

第12章 互感与变压器256

12.1互感现象256

12.2互感的动态行为和模型260

12.3互感的SPICE语句描述265

12.4有互感的电感元件的串联与并联266

12.5变压器269

12.5.1变压器原理269

12.5.2变压器模型272

12.5.3含漏感的变压器模型273

习题275

第13章 互连线与传输线279

13.1互连线279

13.1.1互连线的意义279

13.1.2互连线模型281

13.2分布元件与传输线283

13.3均匀传输线及其方程285

13.4均匀传输线方程的正弦稳态解287

13.5均匀传输线的原参数和副参数290

13.5.1传播常数290

13.5.2特性阻抗291

13.6无损耗传输线293

13.6.1正弦稳态分析293

13.6.2瞬态分析296

13.7无损耗线的波过程298

13.8实际传输线301

13.8.1立体传输线301

13.8.2微带线302

13.8.3共面波导303

习题305

第14章 二端口与多端口网络307

14.1二端口网络307

14.2二端口网络的方程和参数308

14.2.1二端口网络的Z参数308

14.2.2二端口网络的Y参数310

14.2.3二端口网络的T参数313

14.2.4二端口网络的H参数314

14.2.5二端口网络的不同参数之间的相互转换314

14.3射频二端口网络的S参数315

14.3.1S参数的起源315

14.3.2 S参数的定义316

14.3.3 S参数与Z参数和Y参数的转换318

14.4二端口网络的等效电路319

14.5二端口网络的转移函数、傅里叶变换和拉普拉斯变换320

14.5.1二端口网络的转移函数320

14.5.2傅里叶级数及其在二端口网络分析中的应用321

14.5.3傅里叶变换及其在二端口网络分析中的应用324

14.5.4拉普拉斯变换及其在二端口网络分析中的应用326

14.6二端口网络的互易定理333

14.7二端口网络的连接335

14.8回转器和负阻抗变换器337

14.8.1回转器337

14.8.2负阻抗变换器338

14.9多端口网络的Y、Z和S参数339

习题340

第15章 电路功能的实现与滤波器设计343

15.1电路的分析与设计343

15.2电路设计方法学344

15.3电路的单元化347

15.3.1电路单元化的必要性347

15.3.2对单元电路的基本要求348

15.4单元电路的连接348

15.4.1分压器的对接——电桥电路348

15.4.2分压器的串接355

15.4.3 T形与Π形网络的连接357

15.5简单滤波器设计363

15.5.1一阶电阻电容滤波器363

15.5.2二阶电感电容滤波器364

15.5.3三阶电感电容滤波器366

15.6高阶滤波器设计367

15.6.1高阶滤波器设计基本思想367

15.6.2巴特沃思滤波器369

15.6.3切比雪夫滤波器370

15.6.4贝塞尔滤波器371

15.6.5椭圆函数滤波器371

15.6.6滤波器举例373

15.7固体滤波器374

15.7.1晶体滤波器375

15.7.2声表面滤波器377

15.7.3陶瓷滤波器379

习题380

附录一 二阶线性微分方程式之解381

附录二 专业术语中英文对照387

参考文献396