电路课件邱关源五版8第四章直流.ppt

BUCT 第四章第四章 电路定理电路定理 (Circuit Theorems) 4.1 4.1 叠加定理叠加定理 ( (Superposition TheoremSuperposition Theorem) ) 4.2 4.2 替代定理替代定理 ( (Substitution TheoremSubstitution Theorem) ) 4.3 4.3 戴维宁定理和诺顿定理戴维宁定理和诺顿定理 ( (TheveninThevenin-Norton Theorem-Norton Theorem) ) 4.5 4.5 特勒根定理特勒根定理 ( (TellegensTellegens Theorem Theorem) ) 4.6 4.6 互易定理互易定理 ( (Reciprocity TheoremReciprocity Theorem) ) 4.7 4.7 对偶原理对偶原理 ( (Dual PrincipleDual Principle) ) 4.4 4.4 最大功率传输定理最大功率传输定理 1 BUCT 对于给定的任意一个电路，其中第k条支路电压为uk、电流 为ik，那么这条支路就可以用一个电压等于uk的独立电压源，或 者用一个电流等于ik的独立电流源来替代，替代后电路中全部电 压和电流均保持原有值(解答唯一)。 ik A 定理内容: A ik + uk 支 路 k A + uk 4. 2 替代定理 ( Substitution Theorem ) 2 BUCT + 12V 44 2 + 12V 6V4 2 + + 12V 1.5A 4 2 3 BUCT 例. 若要使 试求Rx。 0.5 0.5 + 10V 31 Rx Ix + U I 0.5 = + 0.5 0.51 + U I 0.5 0.5 0.51 +U I 0.5 0.5 0.51 + U 0.5 4 BUCT 解：用替代定理： U=U+U“=(0.8-0.6)Ix=0.2Ix Rx=U/Ix=0.2 = + 0.5 0.51 + U I 0.5 0.5 0.51 +U I 0.5 0.5 0.51 + U 0.5 U1U2 5 BUCT 第五章 含有运算放大器的电阻电路 ( operational amplifier ) 5. 1 运算放大器的电路模型 5. 3 含理想运算放大器的电路的分析 5. 2 比例电路的分析 6 BUCT The term operational amplifier was introduced in 1947 by 1947 by John Ragazzini and his colleagues,in their work on analog computers for the National Defense Reserch Council. 1、外形(IC-Integrated circuit)： Vacuum tubes Dual in-line package(DIP) Surface outline package(SOP) 运 算 放 大 器 简 介 7 BUCT 2、组成：是由三极管、电阻、电容、二极管等元件 组成的电子电路。可由分立元件或集成电路组成。 Electric circuit of a radio receiverElectric circuit of a radio receiver In 1968，made by Fairchild Semiconductor 8 BUCT 提高电压增益（即：放大电压）。 即将输入端微弱的（mV级）电信号（直流或低频 交流信号）放大到伏级。开环放大倍数可达105以上。 3、功能： 4、用途： 1 1、运算（+ 、积分、微分、对数）； 2 2、滤波；3 3、函数发生器；4 4、恒压源、恒流源； 5 5、峰值比较器；6 6、鉴相器 广泛用于计算机、自动控制系统及各种通讯系统。 5、类型： 通用型、高精度型、高阻抗型、高速度型、高压 型、低功耗型等。 9 BUCT N No c connection Output 1 2 3 45 6 7 8 典型的(8pin)运放管脚（顶视）图 Balance Balance U + U Inverting input Noninverting input + 2 3 6 7 4 输入端 输出端 正电源 负电源 运放的旧旧电路符号 a o _ + A + b 运放的新电路符号 1、电路符号 5. 1 运算放大器的电路模型 10 BUCT 公共端(接地端) a o _ + + b U+ U + _ + _ UCC UCC 反相反相输入端 同同相相输入端 输出端 图图(a)(a) 图(c) u+ u- uo _ + + a b o + _ _ + u+ u- + _ uo a o _ + + b 图(b) 11 BUCT 设在设在a,ba,b间加一电压间加一电压 ud=u+u ， 则可得则可得 u uo o = = f f ( (u u d d) ) 特性曲线：特性曲线： Usat -Usat Uds -Uds uo ud 0 分三个区域： 线性工作区： -Usatuo Usat 正向饱和区： 反向饱和区： ud Uds, 则 uo= UCC ud0 反向饱和区 ud0 “虚短” u u+ + = =u u - - “虚断” ” i i + + = = i i - - = = 0 0 在线性放大区，理想运放的两个简化条件： 16 BUCT + _ uo _ + A + + _ us R1 Rf 1 2 741 10k 20k i 例1已知:741开环电压放大倍数为 2105 , Ri=2M, Ro=50, 试确定闭环电压放大倍数uo/us 解:分别对结点1和2列结点电压方程: 代入数值整理,得: 其中: 5. 2 比例电路的分析 R1 Ri Rf Ro -A u- + _ _ u- + _ uo + _ us 运放等效电路 21 + 17 BUCT + _ uo _ + + + _ us R1 Rf 1 2 741 10k 20k i 例1续 已知:741开环电压放大倍数为 2105 , Ri=2M, Ro=50, 试确定闭环电压放大倍数uo/us 解: 对结点1列结点电压方程: 代入数值整理,得: R1 Rf -A u- + _ u-+ _ uo + _ us 理想运放等效电路 21 u+ 由理想运放构成的反相比例器： 虚短: 虚断： i+= i-= 0 18 BUCT 由理想运放构成的反相比例器： (1) 当 R1 和 Rf 确定后，为使 uo 不超过饱和电压(即保证 工作在线性区)，对uS有一定限制。 (2) 运放工作在闭环状态时，输出电压由外电路决定。 注意： + _ uo _ + + + _ uS R1 Rf RL i1 i2 i- u- u+ 当 Rf =R1 时，uo= -us 组成反相器，如下图： y = -x-1 xy R1 Rf -A u- + _ u-+ _ uo + _ us 理想运放等效电路 21 u+ 19 BUCT 1. 同相(非倒向)比例放大器 i+= i-= 0虚断： ui =u+= u- 虚短： 分析： 按分压公式得： 即： 5. 3 含理想运算放大器电路的分析 _ + + uin R1 R2 u+ u- i- + _ uo + _ i+ 20 BUCT 电 压 跟 随 器 特点： 输入阻抗无穷大(虚断)； 输出阻抗为零； 应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。 uo= uin。 当R10，R2 时；uo= uin _ + + uin R1 R2 u+ u- i- + _ uo + _ i+ _ + + + _ uo _ uin + 21 BUCT 例 可见，加入跟随器后，隔离了 前后两级电路的相互影响。 R2RL R1 + _ u2 + _ u1 _ + + + _ u1 R1 R2 RL + _ u2 22 BUCT 2. 加法器 虚短：u-= u+=0 虚断 i-=0 + _ uo _ + + R2 Rf i- u+ u- R1 R3 ui1 ui2 ui3 if i1 i2 i3 工作原理分析： 23 BUCT 2. 加法器 比例加法器：y =a1x1+a2x2+a3x3 ，符号如下图： a1 a2 a3 -1 -yy x1 x2 x3 + _ uo _ + + R2 Rf i- u+ u- R1 R3 ui1 ui2 ui3 if i1 i2 i3 24 BUCT练 习 1 ? + _ uo _ + + + _ 4V 6k 4k _ + + io ? 25 BUCT练 习 2 + _ uo _ + + + _ us R1 Rf 1 2 741 10k 25k i 若us =0.5V, 计算:1) uo ; 2) i