| 词条 | 电路 |
| 释义 | dianlu 电路(卷名：电子学与计算机) circuit 若干无源元件或（和）有源元件的有序联结体。电路的基本功能在于传输、变换、处理和存储电能或电信号。电路常用代表各种元件的图形和它们之间的联接途径表示。电路中电压或电流的变化规律，与自然界中许多物理系统的变化规律十分相似。描述这些变化的微分方程在许多情况下完全一样。因此，在电路发展的初期，常仿照处理古典力学系统的方法来分析电路。以后，由于电路的构成和对它的测量都比处理其他物理系统方便，人们也用电路来模拟其他物理系统。关于电路的一些理论和计算方法，还常被广泛地应用于机械学、自动控制、声学和光学等领域。 电路中的计算对象主要有电压、电流、电荷和磁链四个物理变量。联系这四个变量的最基本的二端电子元件有电阻器、电容器和电感器三种。另外，还有理想变压器、理想回转器等基本的四端电子元件。 使电路产生电压或电流的激励源称为电源。电源分为独立电源和受控电源。独立电源又有独立电压源和独立电流源之分。独立电压源是两端电压为给定的 u而与其中的电流无关的元件，电池、信号发生器等属于独立电压源。独立电流源则是通过其中的电流为给定的 i而与两端的电压无关的元件，太阳电池、电子管（见真空电子器件）阳极回路的等效电源都可看作独立电流源。受控电源是这样一类电源，它的一对端点间的电压（或其中的电流）受到另一对端点间的电压(或其中的电流)的控制。 有源电路与无源电路 只含无源元件的电路称为无源电路，兼含有源元件的电路则称为有源电路。有源元件指在所考虑的信号范围内和一定的工作状态下能不断产生能量的元件，真空电子器件、固态电子器件和量子电子器件等都属此类。无源元件指在所考虑的信号范围内和在任何情况下只消耗能量，或所产生的能量不大于所储能量的元件，传输线、电阻器、电容器、电感器、变压器、天线、波导等都属此类。 线性电路与非线性电路 各种元件都有其确定的特性，例如，在有外加电压的情况下，电阻器有引起电流的特性，电容器有积蓄电荷的特性，晶体管有输出电压随输入电压变化的特性等。这些特性均可视为元件的输入输出关系。若输入为u1(t)时，输出为u姈(t)；输入为u2(t)时输出为u娦(t);又若输入为ɑ1u1(t)+ɑ2u2(t)时(式中ɑ1和ɑ2是常数)，输出为ɑ1u姈(t)+ɑ2u娦(t)，即其输入输出之间在量值变化上保持恒定关系，称为线性关系。其特性有线性关系的元件称为线性元件，不具有这种线性关系特性的元件称为非线性元件。非线性电路至少含一个非线性元件，线性电路则是仅含线性元件的电路。 时变电路与时不变电路 元件特性或元件参数随时间而变的元件叫时变元件，含时变元件的电路称为时变电路。反之，则分别称之为时不变元件和时不变电路。 集总参数与分布参数 在无源元件的尺寸远比信号波长为短时，表征其特性的参数是不连续分布的，这种元件通常称之为集总参数元件。但当元件尺寸与信号波长可以比拟时，其特性参数已不能只用一种在常规下定义的物理量来表征，而要用无限多个连续分布的基本元件参数来表征。这种元件称为分布参数元件。一段同轴电缆（见传输线）、一个波导元件或集成电路中一段电阻都是分布参数元件。 互易与非互易 在线性双通四端网络中，如将电源E接在某两端之间，在任一其他支路测量电流I，或使E与I的位置互易，所得的转移阻抗相同，称之为互易定理。它说明，在线性网络中，两个方向的传输相同，转移阻抗和导纳的关系相等。有一类元件，例如用霍尔效应（见霍尔器件）做成的器件和用固态电子器件组成的元件，其两对端子间的特性是不能互易的，这类元件称为非互易元件。在含非互易元件的电路内，互易定理不能应用。 19世纪以来，对于无源电路、线性电路、时不变电路、集总参数电路和互易电路，已有许多通用的分析和计算方法。但是，对于非线性电路、时变电路和非互易电路，直到现代仍还缺乏普遍适用的分析方法。 在实际应用中，有时为了强调电路所用的某类元件和器件，人们常把电路分为电阻电路、RC（阻容）电路、电子管电路和固态电路等。有时则按电路的工作频率分为低频电路、高频电路、超高频电路和微波电路。有时又依联接形式的不同而区分为串联电路、并联电路、梯形电路、桥式电路、耦合电路等。电路依其制作工艺的不同，又有分立元件电路和集成电路的区分。 电路还分为模拟和数字两大类。用一系列有限状态表示信息的离散信号，通常称为数字信号。最常用的是用0和1两个状态表示的数字信号;与此相对，模拟信号则是连续状态的信号。产生或处理数字信号的电路叫做数字电路；产生或处理模拟信号的电路就是模拟电路。模拟电路包括直流电路、交流电路，以及任意波形的和一般的脉冲电路。 电路又按其功能和用途分为滤波、放大、振荡、混频、倍频、分频、调制、解调、编码、解码、稳压、整流、延时、箝位、限幅、逻辑、开关，以及参数自动控制等各种电路。 电路最先是伴随电力应用而进入人类生活各个领域的，它的发展则依赖于新型元件、器件的出现与性能的改进，以及电路分析理论的发展，特别是电子学的兴起和电子系统的广泛应用。对电路的计算最早可回溯到1826年的欧姆定律。1847年发表的基尔霍夫定律是分析电路的基本法则。20世纪初电子管的发明，为电子电路的广泛应用奠定了基础。40年代后期，晶体管的发明，开创了电路小型化的新纪元。60年代问世的集成电路，特别是70年代以来，随之发展起来的大规模集成电路、微波集成电路，以及声表面波器件、量子电子器件、电荷耦合器件等，不仅使电路功能更为多样化、能量消耗更为节省、应用范围更为广泛，而且还促使电路的设计和制造完成了一次重大的变革。信息技术的进展与电路的多功能化、微型化和数字化息息相关。人们预期，随着超高速和超大规模集成电路、集成光路的实用化，以及期待中的仿生元件、分子元件和基于新的物理效应的新颖元件、器件的问世，电路这一分支学科必将又有新的发展。 电路的分析和设计依靠各种数学工具的应用。计算机在电路计算和分析中的作用越来越突出。电路的计算机辅助分析和设计，已成为电路这一分支学科的重要内容。 参考书目 電子通信学会編：《電子通信ハンドブック》，オ一ム社，東京，1979。 |
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