第六讲 节点电压课件.pptVIP

§2-3 节点电压分析法 引例：列写电路的节点电压方程。 引例续（一） 引例续（二） 基本步骤 例题一：电路如图列写节点电压方程 含有受控电流源的情况（VCCS CCCS） 含有独立电压源的情况 含有独立电压源的例题（一） 含有独立电压源的例题（二） 含有独立电压源的例题（三） 含有受控电压源的情况（VCVS CCVS） 例二：列写节点电压方程。 节点电压分析法一般步骤 判别电路类型 §2-4 含运算放大器电路的分析方法 （1）图形符号及含义 集成运放理想化条件 一、 比例运算电路 2、同相输入比例器 电压跟随器 二、 加法运算电路 作业 * * 节点电压分析法是以节点电压为解变量，依据KCL和元件约束来建立电路方程求解电路的方法。 电路可以是非平面的 通过例题引出节点电压分析法的一般步骤 第六讲 节点电压法 R5 R4 R3 R2 R1 IS 解： 对节点进行编号 设各支路参考方向 设参考点，这里是? 列写KCL方程。 ? ? ? ? I3 I5 I4 I1 I2 节点1：G1（U1-U2）+G3U1=IS 节点2：-G1（U1-U2）+G2（U2-U3）+G5U2=0 节点3：-G2（U2 -U3）+G4U4 =-IS 流出=流进 第六讲 节点电压法 整理上式有 节点1：（G1+G3） U1 –G1U2=IS 节点2：-G1U1+（ G1 +G2+G5） U2 –G2U3=0 节点3：-G2U2 +（ G2 +G4）U3 =-IS 流出=流进 第六讲 节点电压法 系数矩阵称为节点电导矩阵 主对角线上的元素均为正值并对应与节点序号是与节点相关联的电导之和，称为节点的自电导 非主对角线上的元素均为负值对应着关联节点的电导之和且对称于主对角线，称为节点的互电导 第六讲 节点电压法 用观察法列写节点电压方程的基本步骤 1、对电路的节点进行编号 2、设参考点 3、按电导矩阵的特点直接列写出方程 4、求解节点电压 5、求解其它量 第六讲 节点电压法 第六讲 节点电压法 G3 G1 G2 a IS Ix b c 3Ix 解：(1)对节点编号选参考点 (2)将受控源视为独立电源用观察法列节点方程 节点a：（G1+G2）Ua-G2Ub=IS 节点b： -G2Ua+ （G2+G3） Ub=-3Ix (3)加辅助方程：几个受控电流源加几个， 从受控量与节点电压的关系入手找 辅助方程： Ix=G1Ua 例题二：电路如图列写节点电压方程 第六讲 节点电压法 通常有三种方法 1、尽可能的选电压源的一端为参考节点； 2、将电压源转换为电流源或进行转移； 3、在电压源两端另加一个未知电流，增加一个解变量。 前两个方法中解变量减少但电路的结构改变了； 后一个方法电路的结构不改变但多了解变量。 第六讲 节点电压法 例题三：电路如图列写节点电压方程 G3 G4 G2 + G1 IS ? ? 3 ? - US 解：方法一：改选参考点 (1)对节点编号，将选节点3为参考点 (2) 用观察法列节点方程 节点? ： （G1+G2）U1-G1U2 – G2U4 =IS 节点? ：U2= -US 节点? ： – G2U1 – G3U2+ （G2+G3 +G4 ）U4= 0 第六讲 节点电压法 G3 G4 G2 + G1 IS ? ? ? ? - US GS GS GSUS ? ? 例题四：列写节点电压方程 解：方法二：电源变换 (1)对节点编号，将选参考点? (2) 将电压源转换为电流源 用观察法列节点方程 节点? ： （G1+GS）U1-G1U2 – GSU3 =IS-GSUS 节点? ： -G1U1+（G1+G2+G3）U2 – G2U3 =0 节点? ： – GSU1 – G2U2+ （GS +G2 +G4 ） U3=GSUS 第六讲 节点电压法 G3 G4 G2 + G1 IS ? ? ? ? - US IX 例题五：列写节点电压方程 解：方法三：设未知电流IX (1)对节点编号，将选参考点? (2) 用观察法列节点方程 节点? ：（G1+G2）U1-G1U2 =IS 节点? ：-G1U1+（G1+G3）U2 =IX 节点? ： G4 U3= -IS-IX 此法未改变电路的结构，是大家必须掌握的方法 第六讲 节点电压法 US= U3-U2 这是最复杂的情况，处理时首先将受控电压源视为独立电压源，用上述三种方法处理；最后再找控制量与节点电压的关系，得到辅助方程。 最后给出节点电压分析法一般步骤 第六讲 节点电压法 第六讲 节点电压法 R5 IS R3 R2 R1 US2 US1 + + - - + - UX 6UX I