本書遵循“以實(shí)用為主，理論夠用為度”的原則，注重突出實(shí)用性。為適應(yīng)當(dāng)前電子技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的迫切需求，教材介紹了電路分析的基礎(chǔ)知識(shí)和常規(guī)內(nèi)容，其中包括常用的電路分析理論與計(jì)算方法及若干應(yīng)用實(shí)例等。
全書共分7章，包括電路分析的基本量、基本概念和基本定理；電阻網(wǎng)絡(luò)等效分析方法；電路分析的一般方法；電路分析的重要定理，如戴維南與諾頓定理等；RC電路和RL電路討論；一階電路的階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)；二階動(dòng)態(tài)電路時(shí)域分析；正弦穩(wěn)態(tài)分析的相量法；線性電路的正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)等。
本書深入淺出，重點(diǎn)明確，實(shí)例豐富�？梢宰鳛楦咝ｋ娮印⑼ㄐ�、光電、計(jì)算機(jī)、電氣及自動(dòng)化等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，尤其適合以培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才為目標(biāo)的院校和高職高專院校電氣信息類專業(yè)，也可供從事電子技術(shù)工作的工程技術(shù)人員參考。相關(guān)專業(yè)的《電路分析》課程也可使用本教材。

《電路、信號(hào)與系統(tǒng)（上）、（下）》課程是電類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。其基本內(nèi)容、基本理論、基本方法技術(shù)也是數(shù)字信號(hào)處理、圖象處理與分析、語(yǔ)音處理與分析、模式識(shí)別、遙感遙測(cè)技術(shù)、智能裝備技術(shù)、預(yù)測(cè)方法等的重要基礎(chǔ)。 該課程是電類、信息類本科生主干課程和核心課程，是該類學(xué)科研究方向?qū)W生考研的必考專業(yè)課程之一。自2014年來，國(guó)務(wù)院引導(dǎo)一批非研究型普通本科高校向應(yīng)用技術(shù)型轉(zhuǎn)型，武漢工程科技學(xué)院作為湖北省轉(zhuǎn)型試點(diǎn)院校，開展了適應(yīng)轉(zhuǎn)型需要的課程建設(shè)及教材改革。為使教學(xué)內(nèi)容既保證經(jīng)典理論、方法的完整性、連續(xù)性，又保證其內(nèi)容具有規(guī)范性、科學(xué)性、前沿性，及對(duì)轉(zhuǎn)型后具有的專業(yè)教學(xué)適應(yīng)性，必須開展適用于應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)的教材建設(shè)。作為試點(diǎn)院校，該教材的編著有利于后期應(yīng)用型技術(shù)型高校教材體系的建立和推廣。

前 言

“電路、信號(hào)與系統(tǒng)（上）”是電子、通信、光電、計(jì)算機(jī)、電氣及自動(dòng)化等電類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。隨著電子技術(shù)和信息處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子信息工程已成為當(dāng)今IT領(lǐng)域不可或缺的一門學(xué)科。在電子信息工程等專業(yè)的后繼課程中，電路分析與計(jì)算是學(xué)生必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，是學(xué)習(xí)電子技術(shù)和信息處理技術(shù)知識(shí)的必備基礎(chǔ)知識(shí)。編者在武漢工程科技學(xué)院（原：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)江城學(xué)院）和高職高專等多所學(xué)校的相關(guān)專業(yè)從教多年，為了適應(yīng)對(duì)21世紀(jì)電子技術(shù)人才的培養(yǎng)需要，作者根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，遵循“以實(shí)用為主，理論夠用為度”的原則，編寫了本教材。教材系統(tǒng)的介紹了電路分析的基本理論和分析計(jì)算方法，每個(gè)章節(jié)都附有實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，以加深理論知識(shí)的理解，并將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合。希望學(xué)生在學(xué)習(xí)完本教材后，能熟和悉掌握分析常用電路的基本理論和計(jì)算方法，為后繼課程和將來從事電子技術(shù)及相關(guān)方面的工作打下良好的基礎(chǔ)。
根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案而編制的本教材具有不同于其它一些教材的鮮明特色：
1. 針對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教學(xué)特點(diǎn)，精選教材內(nèi)容。根據(jù)“以實(shí)用為主，理論夠用
為度”的原則，選擇學(xué)生能在后繼課程和今后工作中常用的知識(shí)點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行理論討論和分析計(jì)算。因此，本書縮簡(jiǎn)篇幅，簡(jiǎn)化了教材的內(nèi)容。概念描述清晰簡(jiǎn)練，學(xué)習(xí)目的明確，內(nèi)容鮮明實(shí)用。
2. 編者注重理論的嚴(yán)謹(jǐn)性，在保持內(nèi)容的先進(jìn)性、完整性的同時(shí)，敘述力求深入淺出，
且注重實(shí)用性；本書對(duì)每個(gè)問題的理論和概念的敘述力求由簡(jiǎn)到繁，深入淺出。去除了傳統(tǒng)教材中的一些復(fù)雜的理論推導(dǎo)與計(jì)算，特別著重于電路分析理論的應(yīng)用和分析計(jì)算方法的實(shí)用。
3. 習(xí)題的選擇“少而精”。根據(jù)每章要求學(xué)生必須掌握的知識(shí)點(diǎn)，精選了相應(yīng)的習(xí)題。
這樣不僅讓學(xué)生在練習(xí)中加深了知識(shí)點(diǎn)的印象，掌握了所要求的知識(shí)點(diǎn)，而且也避免了學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)過重而缺乏學(xué)習(xí)的自信心�？梢杂懈�多的精力從事該課程的教學(xué)實(shí)踐和課程設(shè)計(jì)。
4. 每章都選取具有代表性的仿真電路作為實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的深化和理解，理論結(jié)合實(shí)際更能體現(xiàn)應(yīng)用性人才培養(yǎng)的教學(xué)理念。
4. 全書結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)容精辟，圖文并茂。既方便教師課堂講授，也利于學(xué)生自學(xué)。
通過本課程的教學(xué)，學(xué)生應(yīng)具備以下能力：
（1）能熟練掌握電路分析中常見的基本定理和基本計(jì)算能力；
（2）能正確分析常見電路；
（3）能熟練準(zhǔn)確計(jì)算電路相關(guān)參數(shù)。
本書由李芳、吳國(guó)平主編。前言、附錄及第3章、第5章、第6章由李芳執(zhí)筆，孫利華、陳榮、黃翠翠、余良俊、葉磊、鄧華等參加了部分章節(jié)的編寫，其中孫利華參加了第1章、的編寫，陳榮參加了第2章的編寫，黃翠翠參加了第4章的編寫，余良俊參加了第6章的編寫，鄧華參加了第7章的編寫；全書由吳國(guó)平、葉磊統(tǒng)籌、修訂定稿。
本書的編寫工作離不開武漢工程科技學(xué)院機(jī)械與電子信息信學(xué)部領(lǐng)導(dǎo)的支持，編寫中得到了張友純教授和熊年祿教授的熱情關(guān)心和幫助。在本書出版過程中，華中科技大學(xué)出版社的范瑩老師給予了大力支持和幫助，作者在此一并表示衷心的感謝。在編寫過程中，編者借鑒引用了有關(guān)參考資料。在此對(duì)參考文獻(xiàn)的作者也一并表示深深的謝意。
由于作者水平有限，編寫的教材不可避免地存在疏漏和不足之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
本教材的先修課程為： 《大學(xué)物理（電學(xué)）》、《電工電子學(xué)》。
編 者
2017年7月

電路、信號(hào)與系統(tǒng)（上）目錄第1章電路、信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念1
1.1電路和電路模型1
1.1.1實(shí)際電路1
1.1.2電路模型1
1.2電流和電壓的參考方向2
1.2.1電流和電壓的實(shí)際方向2
1.2.2電流和電壓的參考方向2
1.3電功率和能量3
1.3.1功率的定義3
1.3.2功率的計(jì)算4
1.4電路元器件5
1.4.1電阻元件5
1.4.2電容元件6
1.4.3電感元件8
1.5電壓源和電流源10
1.5.1電壓源的伏安特性11
1.5.2電流源的伏安特性11
1.6受控電源12
1.7基爾霍夫定律13
1.7.1基爾霍夫電流定律13
1.7.2基爾霍夫電壓定律15
1.8信號(hào)的概念16
1.9信號(hào)的簡(jiǎn)單運(yùn)算22
1.10奇異信號(hào)24
1.11系統(tǒng)的概念32
1.12電路、信號(hào)與系統(tǒng)的相互關(guān)系34
1.12.1電路與系統(tǒng)34
1.12.2信號(hào)、電路與系統(tǒng)35
1.13線性非時(shí)變系統(tǒng)的分析35
習(xí)題37
實(shí)驗(yàn)一Multisim軟件入門和基爾霍夫定理的驗(yàn)證41
第2章電阻電路的等效變換49
2.1引言49
2.1.1線性電路49
2.1.2直流電路49
2.2電路的等效變換49
2.3電阻的串聯(lián)和并聯(lián)50
2.3.1電阻的串聯(lián)50
2.3.2電阻的并聯(lián)51
2.4電阻的Y形連接和△形連接的等效變換52
2.4.1電阻的Y形連接與△形連接52
2.4.2Y�病餍芜B接的等效變換53
2.5電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)55
2.5.1電壓源的串、并聯(lián)55
2.5.2電流源的串、并聯(lián)55
2.6實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換56
2.6.1實(shí)際電壓源56
2.6.2實(shí)際電流源56
2.6.3電源的等效變換56
2.7輸入電阻58
習(xí)題59
實(shí)驗(yàn)二電阻串并聯(lián)分壓和分流關(guān)系驗(yàn)證62
第3章電阻電路的一般分析63
3.1圖論初步63
3.1.1“圖”的初步概念63
3.1.2利用圖確定獨(dú)立回路64
3.2“樹”的概念65
3.2.1“樹”和“支”65
3.2.2“圖”的平面圖和網(wǎng)孔66
3.3支路電流法67
3.4網(wǎng)孔電流法69
3.5回路電流法71
3.6結(jié)點(diǎn)電壓法73
習(xí)題76
實(shí)驗(yàn)三網(wǎng)孔電流和結(jié)點(diǎn)電壓分析法仿真實(shí)驗(yàn)78
第4章電路定理80
4.1疊加定理與齊次定理80
4.1.1疊加定理80
4.1.2齊次定理83
4.2替代定理85
4.3戴維南定理與諾頓定理87
4.3.1戴維南定理87
4.3.2諾頓定理89
習(xí)題90
實(shí)驗(yàn)四疊加定理、等效電源定理仿真實(shí)驗(yàn)92
第5章一階電路97
5.1動(dòng)態(tài)電路的方程及其初始條件97
5.1.1過渡過程97
5.1.2換路定律97
5.1.3初始值的確定98
5.2一階電路的零輸入響應(yīng)100
5.2.1RC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)100
5.2.2RL串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)101
5.3一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)103
5.3.1RC串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)103
5.3.2RL串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)104
5.4一階電路的全響應(yīng)105
5.4.1全響應(yīng)的兩種分解方式105
5.4.2三要素法106
5.5一階電路的階躍響應(yīng)108
5.5.1單位階躍函數(shù)108
5.5.2單位階躍響應(yīng)108
5.6一階電路的沖激響應(yīng)110
5.6.1單位沖激函數(shù)110
5.6.2單位沖激響應(yīng)110
習(xí)題112
實(shí)驗(yàn)五一階動(dòng)態(tài)電路的時(shí)域仿真分析115
第6章二階動(dòng)態(tài)電路的時(shí)域分析118
6.1二階電路的零輸入響應(yīng)118
6.1.1二階電路的初始條件118
6.1.2RLC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)118
6.2二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)122
6.2.1RLC串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)122
6.2.2RLC并聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)123
6.3二階電路的全響應(yīng)123
習(xí)題124
實(shí)驗(yàn)六二階動(dòng)態(tài)電路暫態(tài)過程的研究126
第7章正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析129
7.1相量129
7.1.1復(fù)數(shù)129
7.1.2復(fù)數(shù)的直角坐標(biāo)形式和極坐標(biāo)形式130
7.2正弦量131
7.2.1正弦函數(shù)與正弦量131
7.2.2正弦量的有效值和相位差132
7.3相量法基礎(chǔ)133
7.3.1相量133
7.3.2同頻正弦量的相量運(yùn)算134
7.4電路定律的相量形式136
7.4.1基爾霍夫定律的相量形式136
7.4.2基本元件VAR的相量形式136
7.5阻抗和導(dǎo)納140
7.5.1阻抗140
7.5.2導(dǎo)納141
7.6阻抗（導(dǎo)納）的串聯(lián)和并聯(lián)142
7.7電路的相量圖144
7.8正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析144
7.9正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率146
7.9.1瞬時(shí)功率146
7.9.2有功功率和無功功率147
7.9.3視在功率147
7.10復(fù)功率148
7.11最大功率傳輸定理150
7.12串聯(lián)諧振電路151
7.12.1串聯(lián)諧振電路的諧振特性151
7.12.2串聯(lián)諧振電路的功率152
7.12.3串聯(lián)諧振電路的頻率特性153
7.13并聯(lián)諧振電路154
習(xí)題156
實(shí)驗(yàn)七正弦穩(wěn)態(tài)交流電路仿真實(shí)驗(yàn)159
第8章二端口網(wǎng)絡(luò)162
8.1z參數(shù)與y參數(shù)網(wǎng)絡(luò)162
8.1.1z參數(shù)網(wǎng)絡(luò)163
8.1.2y參數(shù)網(wǎng)絡(luò)165
8.2混合參數(shù)（h參數(shù)）網(wǎng)絡(luò)167
8.2.1二端口網(wǎng)絡(luò)的混合型VAR167
8.2.2二端口網(wǎng)絡(luò)的混合型VAR和h參數(shù)等效電路169
8.3二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸Ⅰ型、Ⅱ型矩陣171
8.3.1二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸Ⅰ型矩陣171
8.3.2二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸Ⅱ型矩陣172
8.4互易二端口網(wǎng)絡(luò)和互易定理173
8.5各參數(shù)組之間的關(guān)系174
8.6具有端接的二端口網(wǎng)絡(luò)177
習(xí)題178
實(shí)驗(yàn)八二端口網(wǎng)絡(luò)仿真設(shè)計(jì)180
附錄A習(xí)題參考答案184
參考文獻(xiàn)190目錄
電路、信號(hào)與系統(tǒng)（上）目錄第1章電路、信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念1
1.1電路和電路模型1
1.1.1實(shí)際電路1
1.1.2電路模型1
1.2電流和電壓的參考方向2
1.2.1電壓和電流的實(shí)際方向2
1.2.2電壓，電流參考方向2
1.3電功率和能量3
1.3.1功率的定義3
1.3.2功率的計(jì)算4
1.4電路元器件5
1.4.1電阻元件5
1.4.2電容元件6
1.4.3電感元件8
1.5電壓源和電流源11
1.5.1電壓源的伏安特性11
1.5.2電流源的伏安特性11
1.6受控電源12
1.7基爾霍夫定律13
1.7.1基爾霍夫電流定律14
1.7.2基爾霍夫電壓定律15
1.8信號(hào)的概念16
1.9信號(hào)的簡(jiǎn)單運(yùn)算22
1.10奇異信號(hào)24
1.11系統(tǒng)的概念32
1.12電路、信號(hào)與系統(tǒng)的相互關(guān)系34
1.12.1電路與系統(tǒng)34
1.12.2信號(hào)、電路與系統(tǒng)35
1.13線性非時(shí)變系統(tǒng)的分析35
習(xí)題37
實(shí)驗(yàn)一Multisim軟件入門和基爾霍夫定理的驗(yàn)證41
第2章電阻電路的等效變換49
2.1引言49
2.1.1線性電路49
2.1.2直流電路49
2.2電路的等效變換49
2.3電阻的串聯(lián)和并聯(lián)50
2.3.1電阻的串聯(lián)50
2.3.2電阻的并聯(lián)51
2.4電阻的Y形連接和△形連接的等效變換52
2.4.1電阻的Y形聯(lián)接與△形聯(lián)接52
2.4.2Y�病餍温�(lián)接的等效變換53
2.5電壓源、電流源的串聯(lián)和并聯(lián)55
2.5.1電壓源的串、并聯(lián)55
2.5.2電流源的串并聯(lián)55
2.6實(shí)際電源的兩種模型及其等效變換56
2.6.1實(shí)際電壓源56
2.6.2實(shí)際電流源56
2.6.3電源的等效變換56
1.7輸入電阻58
習(xí)題59
實(shí)驗(yàn)二電阻串并聯(lián)分壓和分流關(guān)系驗(yàn)證62
第3章電阻電路的一般分析63
3.1圖論初步63
3.1.1“圖”的初步概念63
3.1.2利用圖確定獨(dú)立回路64
3.2“樹”的概念65
3.2.1“樹”和“支”65
3.2.2“圖”的平面圖和網(wǎng)孔66
3.3支路電流法67
3.4網(wǎng)孔電流法69
3.5回路電流法71
3.6結(jié)點(diǎn)電壓法73
習(xí)題76
實(shí)驗(yàn)三網(wǎng)孔電流和結(jié)點(diǎn)電壓分析法仿真實(shí)驗(yàn)78
第4章電路定理80
4.1疊加定理與齊次定理80
4.1.1疊加定理80
4.1.2齊次定理83
4.2替代定理85
4.3戴維南與諾頓定理87
4.3.1戴維南定理87
4.3.2諾頓定理89
習(xí)題90
實(shí)驗(yàn)四疊加定理、等效電源定理仿真實(shí)驗(yàn)92
第5章一階電路97
5.1動(dòng)態(tài)電路的方程及其初始條件97
5.1.1過渡過程97
5.1.2換路定律97
5.1.3初始值的確定98
5.2一階電路的零輸入響應(yīng)100
5.2.1RC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)100
5.2.2RL串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)101
5.3一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)103
5.3.1RC串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)103
5.3.2RL串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)104
5.4一階電路的全響應(yīng)105
5.4.1全響應(yīng)的兩種分解方式105
5.4.2三要素法106
5.5一階電路的階躍響應(yīng)108
5.5.1單位階躍函數(shù)108
5.5.2單位階躍響應(yīng)108
5.6一階電路的沖激響應(yīng)110
5.6.1單位沖激函數(shù)110
5.6.2單位沖激響應(yīng)110
習(xí)題112
實(shí)驗(yàn)五一階動(dòng)態(tài)電路的時(shí)域仿真分析115
第6章二階動(dòng)態(tài)電路的時(shí)域分析118
6.1二階電路的零輸入響應(yīng)118
6.1.1二階電路的初始條件118
6.1.2RLC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)118
6.2二階電路的零狀態(tài)響應(yīng)122
6.2.1RLC串聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)122
6.2.2RLC并聯(lián)電路的零狀態(tài)響應(yīng)123
6.3二階電路的全響應(yīng)123
習(xí)題124
實(shí)驗(yàn)六二階動(dòng)態(tài)電路暫態(tài)過程的研究126
第7章正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析129
7.1相量129
7.1.1復(fù)數(shù)129
7.1.2復(fù)數(shù)的直角坐標(biāo)形式和極坐標(biāo)形式130
7.2正弦量131
7.2.1正弦函數(shù)與正弦量131
7.2.2正弦量的有效值和相位差132
7.3相量法基礎(chǔ)133
7.3.1相量133
7.3.2同頻正弦量的相量運(yùn)算134
7.4電路定律的相量形式136
7.4.1基爾霍夫定律的相量形式136
7.4.2基本元件VAR的相量形式136
7.5阻抗和導(dǎo)納140
7.5.1阻抗140
7.5.2導(dǎo)納141
7.2阻抗（導(dǎo)納）的串聯(lián)和并聯(lián)142
7.7電路的相量圖144
7.8正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析144
7.9正弦穩(wěn)態(tài)電路的功率146
7.9.1瞬時(shí)功率146
7.9.2有功功率和無功功率147
7.5.3視在功率147
7.10復(fù)功率148
7.11最大功率傳輸定理150
7.12串聯(lián)諧振電路151
7.12.1串聯(lián)諧振電路的諧振特性151
7.8.2串聯(lián)諧振電路的功率152
7.12.3串聯(lián)諧振電路的頻率特性153
7.13并聯(lián)諧振電路154
習(xí)題156
實(shí)驗(yàn)七正弦穩(wěn)態(tài)交流電路仿真實(shí)驗(yàn)159
第8章二端口網(wǎng)絡(luò)162
8.1參數(shù)與y參數(shù)網(wǎng)絡(luò)162
8.1.1z參數(shù)網(wǎng)絡(luò)163
8.1.2y參數(shù)網(wǎng)絡(luò)165
8.2混合參數(shù)（h參數(shù)）網(wǎng)絡(luò)167
8.2.1二端口網(wǎng)絡(luò)的混合型VAR167
8.2.2二端網(wǎng)絡(luò)的混合型VAR和h參數(shù)等效電路169
8.3二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸Ⅰ型、Ⅱ型矩陣171
8.3.1二端網(wǎng)絡(luò)的傳輸Ⅰ型矩陣171
8.3.2二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸Ⅱ型矩陣172
8.4互易二端口網(wǎng)絡(luò)和互易定理173
8.5各參數(shù)組之間的關(guān)系175
8.6具有端接的二端口網(wǎng)絡(luò)177
習(xí)題178
實(shí)驗(yàn)八二端口網(wǎng)絡(luò)仿真設(shè)計(jì)180
附錄A習(xí)題參考答案184
參考文獻(xiàn)190