第 9 讲 · 替代定理 (substitution theorem)
内容
如果已经知道某条支路在某个工作状态下的电压 (或电流 ),就可以把这条支路换成电压为 的理想电压源(或电流为 的理想电流源),电路其余部分的解不变。
为什么成立(老师的论证):先在这条支路旁并一个电压正好等于 的电压源。电压本来就是 ,加上它什么都没变,原来的解仍满足所有 KCL/KVL。现在电压由这个源决定,把原支路拿掉,其余电路看到的端电压还是 。电流源版本是对偶论证。
替代 ≠ 等效
替代只保证这一个工作点不变,别的源一变,替代值也要跟着变。戴维南等效对任何负载都成立。还要求替代后电路仍有唯一解(理想源有时会产生矛盾或多余的约束)。
第 5.4 节证明"线性网络一定是直线"时用的就是替代:先把负载换成电流源 ,再叠加。电桥设计(例 9-3)也是替代。
课堂讨论:级联放大器 (cascaded stages)
老师用替代拆分多级放大器:先算第 1 级,带上第 2 级的输入电阻作负载,得到两级之间的接口电压;再把这个电压当作已知的源去驱动第 2 级(带上第 3 级的负载)。大题变成几个小题。
容易错的地方
用第 1 级"空载"时的增益去算,会得到错误的总增益。必须先把下一级的负载效应算进去,接口电压才是"已知"的。如果后级还会反过来影响前级(反向耦合),这种逐级拆分就不够了。