标题：电路与信号分析基础
基本信息
  作者：廖丽娟 (作者) 
出版社: 电子工业出版社; 第1版 (2011年9月1日) 
其他: 268页 
ISBN: 9787121137129 
条形码: 9787121137129 
产品尺寸及重量: 25.8 x 18.4 x 1.2 cm ; 422 g 
内容简介
本书是太原理工大学国家级特色专业、教育部“卓越工程师教育培养计划”建设成果。本书系统地介绍了电路、信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法。全书共6章，内容包括基础知识、直流电路分析、一阶电路时域分析、正弦稳态电路分析、信号与系统的频域分析、信号与系统的复频域分析。各章配有适量的例题和习题，以利于学生更好地掌握基础理论知识和分析方法。本书配有PPT和习题解答等教学资源。 
目录
第1章 基础知识 (1)
1.1 引言 (1)
1.2 电路、信号与系统的基本概念 (2)
1.2.1 电路及电路模型 (2)
电流流过的回路叫做电路，又称导电回路。最简单的电路，是由电源、负载、导线、开关等元器件组成。电路导通叫做通路。只有通路，电路中才有电流通过。电路某一处断开叫做断路或者开路。如果电路中电源正负极间没有负载而是直接接通叫做短路，这种情况是决不允许的。另有一种短路是指某个元件的两端直接接通，此时电流从直接接通处流经而不会经过该元件，这种情况叫做该元件短路。开路（或断路）是允许的，而第一种短路决不允许，因为电源的短路会导致电源、用电器、电流表被烧坏。
电路（英语：Electrical circuit）或称电子回路，是由电器设备和元器件, 按一定方式连接起来，为电荷流通提供了路径的总体，也叫电子线路或称电气回路，简称网络或回路。如电源、电阻、电容、电感、二极管、三极管、晶体管、IC和电键等，构成的网络、硬件。负电荷可以在其中流动。
电路模型是实际电路抽象而成，它近似地反映实际电路的电气特性。电路模型由一些理想电路元件用理想导线连接而成。用不同特性的电路元件按照不同的方式连接就构成不同特性的电路。
电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当用不同的电路模型模拟同一实际电路。
这种抽象的电路模型中的元件均为理想元件。
1.2.2 信号的基本概念 (4)
1.2.3 系统的基本概念 (6)
1.3 电路的基本变量 (7)
1.3.1 电流及其参考方向 (7)
1.3.2 电压及其参考方向 (8)
1.3.3 电路中的电位 (8)
1.3.4 电路中的功率和能量 (9)
1.4 电路的基本元件 (11)
1.4.1 电阻元件 (11)
1.4.2 电容元件 (12)
1.4.3 电感元件 (15)
1.5 电源 (17)
1.5.1 独立源 (17)
1.5.2 受控源 (18)
1.6 基尔霍夫定律 (19)
基尔霍夫定律Kirchhoff laws是电路中电压和电流所遵循的基本规律，是分析和计算较为复杂电路的基础，1845年由德国物理学家G.R.基尔霍夫（Gustav Robert Kirchhoff，1824～1887）提出。它既可以用于直流电路的分析，也可以用于交流电路的分析，还可以用于含有电子元件的非线性电路的分析。运用基尔霍夫定律进行电路分析时，仅与电路的连接方式有关，而与构成该电路的元器件具有什么样的性质无关。基尔霍夫定律包括电流定律（KCL)和电压定律(KVL)，前者应用于电路中的节点而后者应用于电路中的回路。
1.6.1 基尔霍夫电流定律 (20)
1.6.2 基尔霍夫电压定律 (21)
1.7 Multisim仿真应用 (23)
1.7.1 Multisim 2001软件简介 (23)
1.7.2 Multisim 2001实例 (23)
小结 (25)
习题1 (26)
第2章 直流电路及基本分析法 (29)
2.1 电阻电路的等效变换分析法 (29)
2.1.1 电阻串联、并联及混联的等效
变换 (29)
2.1.2 电阻星形连接与三角形连接及其
等效变换 (32)
2.1.3 含独立电源网络的等效
变换 (35)
2.2 复杂电路的一般分析法 (39)
2.2.1 支路电流法 (39)
2.2.2 网孔电流法 (40)
2.2.3 节点电压法 (42)
2.3 线性电路的几个基本定理 (44)
2.3.1 叠加定理 (44)
在线性电路中，任一支路的电流（或电压）可以看成是电路中每一个独立电源单独作用于电路时，在该支路产生的电流（或电压）的代数和（叠加）
线性电路的这种叠加性称为叠加定理。 
也就是说，只要电路存在惟一解，线性电阻电路中的任一结点电压、支路电压或支路电流均可表示为以下形式：
y=H1us1+H2us2+…Hmusm+K1is1+K2is2+…+Knisn
式中uSk(k=1,2,…,m)表示电路中独立电压源的电压；
iSk(k=1,2,…,n)表示电路中独立电流源的电流。
Hk(k=1,2,…,m)和Kk(k=1,2,…,n)是常量，它们取决于电路的参数和输出变量的选择，而与独立电源无关
2.3.2 替代定理 (46)
替代定理：如果网络N由一个电阻单口网络NR和一个任意单口网络NL连接而成，则：
1．如果端口电压u有惟一解，则可用电压为u的电压源来替代单口网络NL，只要替代后的网络[图(b)]仍有惟一解，则不会影响单口网络NR内的电压和电流。
2．如果端口电流i有惟一解，则可用电流为i的电流源来替代单口网络NL，只要替代后的网络[图(c)]仍有惟一解，则不会影响单口网络NR内的电压和电流。
2.3.3 戴维南定理 (47)
戴维南定理（Thevenin's theorem）：含独立电源的线性电阻单口网络N，就端口特性而言，可以等效为一个电压源和电阻串联的单口网络。电压源的电压等于单口网络在负载开路时的电压uoc；电阻R0是单口网络内全部独立电源为零值时所得单口网络N0的等效电阻。 
戴维南定理（又译为戴维宁定理）又称等效电压源定律，是由法国科学家L·C·戴维南于1883年提出的一个电学定理。由于早在1853年，亥姆霍兹也提出过本定理，所以又称亥姆霍兹-戴维南定理。其内容是：一个含有独立电压源、独立电流源及电阻的线性网络的两端，就其外部型态而言，在电性上可以用一个独立电压源V和一个松弛二端网络的串联电阻组合来等效。在单频交流系统中，此定理不仅只适用于电阻，也适用于广义的阻抗。
对于含独立源，线性电阻和线性受控源的单口网络（二端网络），都可以用一个电压源与电阻相串联的单口网络（二端网络）来等效，这个电压源的电压，就是此单口网络（二端网络）的开路电压，这个串联电阻就是从此单口网络（二端网络）两端看进去，当网络内部所有独立源均置零以后的等效电阻。
uoc 称为开路电压。Ro称为戴维南等效电阻。在电子电路中，当单口网络视为电源时，常称此电阻为输出电阻，常用Ro表示；当单口网络视为负载时，则称之为输入电阻，并常用Ri表示。电压源uoc和电阻Ro的串联单口网络，常称为戴维南等效电路。
当单口网络的端口电压和电流采用关联参考方向时，其端口电压电流关系方程可表为：U=R0i+uoc
2.3.4 诺顿定理 (49)
诺顿定理(Norton's theorem)：含独立源的线性电阻单口网络N，就端口特性而言，可以等效为一个电流源和电阻的并联。电流源的电流等于单口网络从外部短路时的端口电流isc；电阻R0是单口网络内全部独立源为零值时所得网络N0的等效电阻。
诺顿定理与戴维南定理互为对偶的定理。定理指出，一个含有独立电源线性二端网络N(图1a), 就其外部状态而言,可以用一个独立电流源isc和一个松弛二端网络N0的并联组合来等效(图1b)。其中，isc是网络N的短路电流，松弛网络N0是将网络 N中的全部独立电源和所有动态元件上的初始条件置零后得到的网络。上述并联组合称为诺顿等效网络。在复频域中等效网络由电流源Isc和算子阻抗Yi(s)并联而成（图2）。Isc(s)是短路电流的拉普拉斯变换，Yi(s)是松弛网络N0的入端（策动点）导纳。另外，还能导出网络N用于正弦稳态分析和直流分板的等效网络。
求等效电路的关键是求出网络N的短路电流和网络N0的入端（策动点）导纳。它们均可通过电子计算机求得。
isc称为短路电流。Ro称为诺顿电阻，也称为输入电阻或输出电阻。电流源isc和电阻Ro的并联单口，称为单口网络的诺顿等效电路。在端口电压电流采用关联参考方向时，单口的VCR方程可表示为i=u/Ro+ isc
2.3.5 最大功率传输定理 (51)
2.4 Multisim直流电路分析 (54)
小结 (57)
习题2 (58)
第3章 一阶电路的时域分析 (65)
3.1 电路的过渡过程及换路定则 (65)
3.1.1 电路的过渡过程 (65)
3.1.2 电路的换路定则 (66)
3.1.3 初始值的确定 (67)
3.2 一阶电路的过渡过程 (69)
3.2.1 一阶电路的零输入响应 (69)
3.2.2 一阶电路的零状态响应 (73)
3.3 一阶电路的全响应 (75)
3.3.1 一阶电路的全响应 (75)
3.3.2 三要素法 (77)
3.4 一阶电路的阶跃响应 (79)
3.4.1 单位阶跃信号 (79)
3.4.2 阶跃响应 (81)
3.5 一阶电路的冲激响应 (82)
3.5.1 单位冲激信号的定义 (82)
3.5.2 冲激响应 (83)
3.6 卷积积分 (85)
3.6.1 信号的时域分解 (85)
3.6.2 零状态响应——卷积
积分 (86)
3.7 Multisim动态电路分析 (87)
小结 (88)
习题3 (89)
第4章 正弦稳态电路分析 (93)
4.1 正弦信号的基本概念 (93)
4.1.1 正弦量的三要素 (93)
4.1.2 有效值 (94)
4.1.3 同频率正弦量的相位差 (95)
4.2 正弦量的相量表示 (97)
4.2.1 复数 (97)
4.2.2 相量 (100)
4.3 正弦稳态电路的相量模型 (101)
4.3.1 基尔霍夫定律的相量形式 (101)
4.3.2 无源二端元件伏安关系的相量
形式 (102)
4.3.3 电路的相量模型 (105)
4.4 无源二端网络的等效阻抗
与导纳 (107)
4.4.1 二端网络的阻抗与导纳 (107)
4.4.2 阻抗与导纳的串、并联 (109)
4.4.3 RLC串联的交流电路 (111)
4.4.4 GLC并联的交流电路 (113)
4.5 复杂正弦稳态电路分析举例 (116)
4.6 正弦交流电路的功率 (119)
4.6.1 无源二端元件的功率 (119)
4.6.2 二端网络的功率 (122)
4.6.3 复功率 (125)
4.6.4 功率因数的提高 (126)
4.6.5 最大功率传输 (129)
4.7 谐振电路 (130)
4.7.1 串联谐振电路 (130)
4.7.2 并联谐振电路 (134)
4.8 变压器 (136)
4.8.1 空心变压器 (136)
4.8.2 理想变压器 (138)
4.9 三相电路 (141)
4.9.1 三相电源 (141)
4.9.2 负载星形连接的三相
电路 (144)
4.9.3 负载三角形连接的三相
电路 (147)
4.9.4 三相电路的功率 (148)
4.10 Multisim正弦稳态分析 (149)
4.10.1 用虚拟仪器做测量仿真 (149)
4.10.2 用Multisim的AC频率扫描功能
分析电路 (151)
小结 (153)
习题4 (155)
第5章 信号与系统的频域分析 (162)
5.1 连续周期信号的傅里叶级数
展开 (162)
5.1.1 信号分类 (162)
5.1.2 周期信号分解为傅里叶
级数 (163)
5.1.3 信号对称性与傅里叶系数
的关系 (165)
5.2 连续周期信号的频谱 (169)
5.2.1 单边频谱 (169)
5.2.2 双边频谱 (170)
5.2.3 典型矩形脉冲信号
的频谱 (171)
5.2.4 傅里叶级数在电路分析中
的应用 (174)
5.3 连续非周期信号的傅里叶
变换 (178)
5.3.1 非周期信号的傅里叶
变换 (178)
5.3.2 傅里叶变换的物理意义 (179)
5.3.3 典型非周期信号的傅里叶
变换 (179)
5.4 傅里叶变换性质 (183)
5.4.1 线性 (183)
5.4.2 时移性 (183)
5.4.3 频移性 (184)
5.4.4 尺度变换 (185)
5.4.5 对称性 (186)
5.4.6 时域微分、积分性 (187)
5.4.7 频域微分、积分性 (188)
5.4.8 卷积定理 (189)
5.5 线性系统的频域分析 (190)
5.5.1 系统的频率特性H(j) (190)
5.5.2 频域分析法 (192)
5.5.3 电路无失真传输信号
的条件 (194)
5.6 滤波器 (196)
5.6.1 滤波器概述 (196)
5.6.2 理想滤波器的频率特性 (196)
5.6.3 理想低通滤波器的单位冲激
响应 (198)
5.6.4 理想低通滤波器的单位阶跃
响应 (198)
5.6.5 实际的低通滤波器 (199)
5.7 Multisim频域分析 (200)
5.7.1 用Multisim对信号进行傅里叶
分析 (200)
5.7.2 用Multisim对网络的传输特性
进行分析 (202)
小结 (204)
习题5 (207)
第6章 信号与系统的复频域分析 (210)
6.1 拉普拉斯变换 (210)
6.1.1 拉普拉斯变换的定义 (210)
6.1.2 典型信号的拉普拉斯
变换 (212)
6.2 拉普拉斯变换的性质 (214)
6.2.1 线性 (214)
6.2.2 时移性 (215)
6.2.3 尺度变换性 (216)
6.2.4 频移性 (216)
6.2.5 时域微分性 (217)
6.2.6 时域积分性 (218)
6.2.7 初值定理 (219)
6.2.8 终值定理 (219)
6.3 拉普拉斯反变换 (221)
6.3.1 实数单极点情况 (221)
6.3.2 重极点情况 (223)
6.3.3 共轭复数极点情况 (224)
6.4 线性系统的复频域分析 (225)
6.4.1 微分方程的复频域分析 (225)
6.4.2 电路的复频域模型 (226)
6.5 网络函数与网络特性 (231)
6.5.1 网络函数 (231)
6.5.2 网络函数的零、极点 (232)
6.5.3 网络函数的零、极点与
稳定性 (233)
6.5.4 网络函数的零、极点与频率
特性 (235)
6.6 Multisim复频域分析 (237)
小结 (241)
习题6 (243)
附录A Multisim 2001软件简介 (246)
A.1 Multisim 2001界面主窗口
简介 (246)
A.2 用户界面设置 (254)
A.3 实验中用到的设备的使用
方法 (255)
A.4 仿真实验的基本步骤 (258)
参考文献 (260)