电路课件邱关源五版8第四章直流.ppt

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1、BUCT第四章第四章 电路定理电路定理 (Circuit TheoremsCircuit Theorems)4.1 4.1 叠加定理叠加定理叠加定理叠加定理(Superposition TheoremSuperposition Theorem)4.2 4.2 替代定理替代定理替代定理替代定理 (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戴维宁定理和诺顿定理戴维宁定理和诺顿定理 (Thevenin-Norton TheoremThevenin-Norton Theorem)4.5 4.5 特勒根定理特

2、勒根定理特勒根定理特勒根定理 (Tellegens TheoremTellegens Theorem)4.6 4.6 互易定理互易定理互易定理互易定理 (Reciprocity TheoremReciprocity Theorem)4.7 4.7 对偶原理对偶原理对偶原理对偶原理 (Dual PrincipleDual Principle)4.4 4.4 最大功率传输定理最大功率传输定理最大功率传输定理最大功率传输定理1BUCT对对于于给给定定的的任任意意一一个个电电路路，其其中中第第k条条支支路路电电压压为为uk、电电流流为为ik，那那么么这这条条支支路路就就可可以以用用一一个个电电压压等等

3、于于uk的的独独立立电电压压源源，或或者者用用一一个个电电流流等等于于ik的的独独立立电电流流源源来来替替代代，替替代代后后电电路路中中全全部部电电压和电流均保持原有值压和电流均保持原有值(解答唯一解答唯一)。ikA 定理内容定理内容:Aik+uk支支路路 k A+uk4.2 替代定理替代定理(Substitution Theorem)2BUCT+12V4 4 2+12V6V4 2+12V1.5A4 2 3BUCT例例.若要使若要使试求试求Rx。0.5 0.5+10V3 1 RxIx+UI0.5=+0.5 0.5 1+UI0.5 0.5 0.5 1+UI0.5 0.5 0.5 1+U0.5 4

4、BUCT解：解：用替代定理：用替代定理：U=U+U=(0.8-0.6)Ix=0.2IxRx=U/Ix=0.2=+0.5 0.5 1+UI0.5 0.5 0.5 1+UI0.5 0.5 0.5 1+U0.5 U1U25BUCT第五章第五章含有含有运算放大器运算放大器的电阻电路的电阻电路 (operational amplifier)5.1 运算放大器的电路模型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含理想运算放大器的电路的分析5.2 比例电路的分析比例电路的分析6BUCTThe term operational amplifier was introduced in 1947

5、by 1947 by John Ragazzini and his colleagues,in their work on analog computers for the National Defense Reserch Council.1 1、外形、外形(IC-Integrated circuit)：Vacuum tubesDual in-line package(DIP)Surface outline package(SOP)运 算 放 大 器 简 介7BUCT2 2、组成、组成：是由三极管、电阻、电容、二极管等元件是由三极管、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

6、路组成。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 receiverIn 1968，made by Fairchild Semiconductor8BUCT 提高电压增益（即：放大电压）。提高电压增益（即：放大电压）。即将输入端微弱的（即将输入端微弱的（mV级）电信号（直流或低频级）电信号（直流或低频交流信号）放大到伏级。开环放大倍数可达交流信号）放大到伏级。开环放大倍数可达105以上。以上。3 3、功能：、功能：4 4、用途：、用途：1 1、运算（、运算（+、积分、

7、微分、对数积分、微分、对数）；）；2 2、滤波；、滤波；3 3、函数发生器；、函数发生器；4 4、恒压源、恒流源；、恒压源、恒流源；5 5、峰值比较器；、峰值比较器；6 6、鉴相器、鉴相器 广泛用于计算机、自动控制系统及各种通讯系统。广泛用于计算机、自动控制系统及各种通讯系统。5 5、类型：、类型：通用型、高精度型、高阻抗型、高速度型、高压通用型、高精度型、高阻抗型、高速度型、高压型、低功耗型等。型、低功耗型等。9BUCTN No c connectionOutput12345678典型的典型的(8pin)(8pin)运放管脚（顶视）图运放管脚（顶视）图BalanceBalanceU+U In

8、verting inputNoninverting input+23674输入端输入端输出端输出端正电源正电源负电源负电源运放的运放的旧旧旧旧电路符号电路符号ao_+A+b运放的运放的新新电路符号电路符号1 1、电路符号、电路符号5.1 5.1 运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型 10BUCT公共端公共端(接地端接地端)ao_+bU+U+_+_UCCUCC反相反相反相反相输入端输入端同同同同相相相相输入端输入端 输出端输出端图图图图(a)(a)图图(c)u+u-uo_+abo+_+u+u-+_uoao_+b图图(b)11BUCT设设设设在在在在a,ba,b间间间间加加加加一一一一电电电电

9、压压压压 ud=u+u，则可得则可得则可得则可得 u uo o=f f(u ud d)特性曲线：特性曲线：特性曲线：特性曲线：Usat-UsatUds-Udsuoud0分三个区域：分三个区域：线性工作区：线性工作区：-Usat uo Usat正向饱和区：正向饱和区：反向饱和区：反向饱和区：ud Uds,则则 uo=UCCud0反向饱和区反向饱和区 ud0“虚短虚短”u+=u-“虚断虚断”i+=i-=0 0在在线性放大区线性放大区，理想运放的，理想运放的两个简化条件：两个简化条件：16BUCT+_uo_+A+_usR1Rf1274110k 20k i例例1已知已知:741:741开环电压放大倍数

10、为开环电压放大倍数为2102105 5,Ri=2M,Ro=50,试确定闭环电压试确定闭环电压放大倍数放大倍数uo/us解解:分别对结点分别对结点1和和2列结点电压方程列结点电压方程:代入数值整理代入数值整理,得得:其中其中:5.2 5.2 比例电路的分析比例电路的分析R1RiRfRo-A u-+_u-+_uo+_us运放等效电路运放等效电路21+17BUCT+_uo_+_usR1Rf1274110k 20k i例例1续续已知已知:741:741开环电压放大倍数为开环电压放大倍数为2102105 5,Ri=2M,Ro=50,试确定闭环电压试确定闭环电压放大倍数放大倍数uo/us解解:对结点对结点

11、1列结点电压方程列结点电压方程:代入数值整理代入数值整理,得得:R1Rf-A u-+_u-+_uo+_us理想运放理想运放等效电路等效电路21u+由由理想运放理想运放构成的反相比例器：构成的反相比例器：虚短虚短:虚断：虚断：i+=i-=018BUCT由由理想运放理想运放构成的反相比例器：构成的反相比例器：(1)当当 R1 和和 Rf 确确定定后后，为为使使 uo 不不超超过过饱饱和和电电压压(即即保保证证工作在线性区工作在线性区)，对，对uS有一定限制。有一定限制。(2)运放工作在闭环状态时，运放工作在闭环状态时，输出电压由外电路决定输出电压由外电路决定。注意：注意：+_uo_+_uSR1Rf

12、RLi1i2i-u-u+当当 Rf=R1 时时，uo=-us 组成组成反相器反相器，如下图，如下图：y=-x-1xyR1Rf-A u-+_u-+_uo+_us理想运放理想运放等效电路等效电路21u+19BUCT1.1.同相同相(非倒向非倒向)比例放大器比例放大器i+=i-=0虚断：虚断：ui=u+=u-虚短：虚短：分析：分析：按分压公式得：按分压公式得：即：即：5.3 含理想运算放大器电路的分析含理想运算放大器电路的分析_+uinR1R2u+u-i-+_uo+_i+20BUCT电电 压压 跟跟 随随 器器特点：特点：输入阻抗无穷大输入阻抗无穷大(虚断虚断)；输出阻抗为零；输出阻抗为零；应用：在

13、电路中起隔离前后两级电路的作用。应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。uo=uin。当当R10，R2 时时；uo=uin_+uinR1R2u+u-i-+_uo+_i+_+_uo_uin+21BUCT例例可见，加入跟随器后，隔离了可见，加入跟随器后，隔离了前后两级电路的相互影响。前后两级电路的相互影响。R2RLR1+_u2+_u1_+_u1R1R2RL+_u222BUCT2.加法器加法器虚短：虚短：u-=u+=0虚断虚断i-=0+_uo_+R2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2ui3ifi1i2i3工作原理分析：工作原理分析：23BUCT2.加法器加法器比例加法器：比例加法器：y=a1x1+

14、a2x2+a3x3，符号如下图：，符号如下图：a1a2a3-1-yyx1x2x3+_uo_+R2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2ui3ifi1i2i324BUCT练练 习习 1?+_uo_+_4V6k 4k _+io?25BUCT练练 习习 2+_uo_+_usR1Rf1274110k 25k i若若us=0.5V,计算计算:1)uo;2)i 。答案：答案：-1.25V,50 A解：解：26BUCT练练 习习 3确定确定 uo答案：答案：-6V+_uo_+_6VR1Rf1220k 40k+_2V解：解：列结点1的电压方程或列结点或列结点1 1的的KCLKCL：27BUCT练练 习习 4+_uo_+_3V5k 2k 4k 8k?28BUCT作作 业业 P119 (P123)52、429