电路的计算机辅助分析与设计PDF电子书下载

目录 1

第一章 概论 1

§1.1 引言 1

§1.2 电路计算机辅助设计的基本内容 2

§1.3 电路计算机辅助分析的过程 4

§1.4 电路计算机辅助分析和设计的发展概况 6

第二章 线性电路的分析方法 9

§2.1 概述 9

§2.2 节点分析法 9

2.2.1 组合支路 9

2.2.2 节点分析法 11

2.2.3 节点方程的直接形成 13

§2.3 改进节点分析法 15

2.3.1 含有独立恒压源支路的电路 15

2.3.2 含有CCCS支路的电路 16

2.3.4 含有CCVS支路的电路 17

2.3.3 含有VCVS支路的电路 17

§2.4 线性电路正弦稳态分析程序 23

§2.5 采用电流图和电压图的改进节点分析法 29

2.5.1 Ⅰ-图和Ⅴ-图 29

2.5.2 用Ⅰ-图和Ⅴ-图列写改进节点方程 29

§2.6 简化改进节点分析法 33

§2.7 稀疏表格法 36

习题 41

§3.2 非线性器件的直流模型 45

3.2.1 二极管的直流模型 45

第三章 非线性电路的直流分析 45

§3.1 概述 45

3.2.2 双极型晶体管（BJT）的直流模型 46

§3.3 非线性电阻电路方程的建立 47

3.3.1 含有电压控制型非线性电导支路的电路 48

3.3.2 含有电流控制型非线性电阻支路的电路 49

§3.4 非线性代数方程组的数值解法 51

3.4.1 牛顿-拉夫逊算法 52

3.4.2 改进的牛顿-拉夫逊算法 54

3.4.3 用牛顿-拉夫逊算法求解非线性节点方程组 55

§3.5 伴随模型法 57

3.5.1 二极管的线性化模型 57

3.5.2 双极型晶体管的线性化模型 58

3.5.3 采用线性化模型进行非线性直流分析 59

§3.6 包含二极管和双极型晶体管的非线性电路的直流分析程序 61

§3.7 分段线性迭代法 64

3.7.1 分段线性模型（piece-wise model） 65

3.7.2 分段线性的katzenelson算法 67

习题 71

第四章 电路的瞬态分析 74

§4.1 概述 74

§4.2 电路分析中的数值积分算法 77

4.2.1 几种常用的数值积分算法 77

4.2.2 各种算法稳定性分析 81

4.3.1 刚性常微分方程简介 84

§4.3 刚性（stiff）微分方程的隐式解法 84

4.3.2 吉尔刚性稳定多步算法 86

4.3.3 变阶变步长的策略 87

§4.4 向后差分法——BDF法 89

4.4.1 向后差分公式中系数的确定 90

4.4.2 预报牛顿-拉夫逊迭代初始值 92

4.4.3 向后差分法的局部截断误差 93

4.4.4 向后差分法解题步骤 93

§4.5 线性动态电路的伴随模型法 93

4.5.1 动态元件的离散化伴随模型 93

4.5.2 用伴随模型法对线性动态电路进行瞬态分析 97

§4.6 时变电源的处理 101

4.6.1 时变电源的函数表达式 102

4.6.2 时变电源的表格形式 102

§4.7 非线性动态电路的瞬态分析 102

4.7.1 二极管和双极型晶体管的瞬态模型 102

4.7.2 非线性电容和电感的伴随模型 103

4.7.3 非线性动态电路的瞬态分析举例 105

习题 108

第五章 稀疏矩阵技术 111

§5.1 概述 111

§5.2 线性代数方程组的数值解法 112

5.2.1 高斯消去法（Gauss Elimination Metbod） 113

5.2.2 列主元高斯消去法及其程序的编写 115

5.2.3 三角形分解法 117

5.2.4 列主元LU分解法及其程序的编写 123

§5.3 稀流矩阵中主元的选择 125

5.3.1 主元顺序对矩阵稀疏性的影响及其图形表示 126

5.3.2 几种选主元的方法 129

5.3.3 局部填入量最少算法及程序框图 132

5.3.4 局部长操作数最少算法及程序框图 135

5.3.5 阈值选主元法 136

§5.4 稀疏矩阵的数据结构 139

5.4.1 线性表 139

5.4.2 链接表 141

§5.5 具有稀疏系数矩阵的线性（或线性化）方程组求解的实现 147

5.5.1 稀疏矩阵方程的求解过程及程序框图 147

5.5.2 符号和数值LU分解及求解的实现 149

§5.6 一个适合于电子线路求解的稀疏矩阵程序 153

习题 154

第六章 灵敏度分析 157

§6.1 概述 157

6.1.1 灵敏度（Sensitivity）定义 157

6.1.2 灵敏度的用途 157

6.1.3 计算灵敏度的方法 158

§6.2 伴随网络法（Adjoint-Network Approa？h） 161

6.2.1 特勒根（Tellegen）定理 161

6.2.2 伴随网络的构成 164

6.2.3 用伴随网络法计算频域灵敏度 174

6.2.4 用伴随网络法计算非线性电阻性网络的灵敏度 177

6.2.5 用伴随网络法计算时域灵敏度 179

6.3.1 线性系统的灵敏度方程 184

§6.3 伴随系统法 184

6.3.2 伴随系统的数值解法 187

6.3.3 适用于电网络的伴随系统法 188

6.3.4 伴随系统法的应用及举例 190

6.4.2 大变化灵敏度 193

§6.4 大变化灵敏度的原理及计算 197

6.4.2 利用？矩阵计算微分灵敏度 203

习题 206

第七章 电路的计算机辅助设计 209

§7.1 概述 209

§7.2 目标函数 210

7.2.1 均方目标函数 210

7.2.2 最大值目标函数 212

§7.3 求最小值的方法 212

7.3.1 函数的极值点与最小（值）点 212

7.3.2 求极小值的方法 214

§7.4 一维搜索法 216

7.3.3 通用最小化算法 216

7.4.1 二次插值法（抛物线法） 217

7.4.2 三次插值法 218

§7.5 无约束极小化方法 219

7.5.1 最速下降法 219

7.5.2 共轭梯度法 221

7.5.3 牛顿法 224

7.5.4 变尺度法 224

7.5.5 阻尼最小二乘法 225

§7.6 约束极小化问题 228

§7.7 电路的最优化设计 231

7.7.1 目标函数梯度的计算 231

7.7.2 放大器的优化设计举例 233

7.7.3 电路的多目标优化问题举例 234

附录一 线性电路正弦稳态分析程序 237

附录二 非线性动态电路分析程序 243

附录三 稀疏矩阵求解程序 255

参考文献 268