C2簡(jiǎn)單電阻電路分析

第2章簡(jiǎn)單電阻電路分析等效觀點(diǎn)2.2電阻等效變換（，★）

2.1基爾霍夫定律

（，★）

結(jié)構(gòu)約束2.4運(yùn)算放大器電路（，★）

應(yīng)用2.3電源等效變換（，★）2.5數(shù)字電路基礎(chǔ)（，★）2.1基爾霍夫定律

電路變量(支路電壓和支路電流)受兩類約束：

一類是元件特性造成的約束，如線性電阻元件的電壓與電流必須滿足u=iR的關(guān)系，即元件的伏安關(guān)系VCR。另一類是由于元件的相互連接給支路電流之間或支路電壓之間帶來(lái)的約束關(guān)系，常稱結(jié)構(gòu)(或拓?fù)?約束，它由基爾霍夫定律來(lái)體現(xiàn)。

基爾霍夫定律包括基爾霍夫電流定律(KCL)和基爾霍夫電壓定律(KVL)，反映電路中所有支路電流和電壓所遵循的規(guī)律，它僅與元件的相互連接有關(guān)，而與元件的性質(zhì)(線性或非線性、時(shí)變或非時(shí)變等)無(wú)關(guān)?；鶢柣舴蚨苫鶢柣舴螂娏鞫桑↘irchhoff’sCurrentLaw)基爾霍夫電壓定律(Kirchhoff’sVoltageLaw)反映任一回路中各支路電壓間相互約束的關(guān)系適用于電路中的任一“回路”適用于電路中的任一“節(jié)點(diǎn)”反映任一節(jié)點(diǎn)的各支路電流間相互約束的關(guān)系3.回路：由支路組成的閉合路徑，如回路1、2、3。4.網(wǎng)孔：內(nèi)部不含支路的回路，如網(wǎng)孔1、2。I1I2I3123ba+-+-US1US2一條支路流過(guò)一個(gè)電流，稱為支路電流。1.支路

狹義:若干元件無(wú)分叉首尾相連。將電壓源與電阻串聯(lián)，電流源與電阻并聯(lián)視作一條支路。廣義:把每一個(gè)二端元件叫做一條支路。狹義:三個(gè)或者三個(gè)以上支路的連接點(diǎn)叫做節(jié)點(diǎn)。如節(jié)點(diǎn)a、b。

2.節(jié)點(diǎn)廣義:支路與支路的連接點(diǎn)叫做節(jié)點(diǎn)。一、幾個(gè)有關(guān)的常用電路術(shù)語(yǔ)。支路不分叉對(duì)節(jié)點(diǎn)a：分析電路前要指定各支路電流的參考方向。流出為正號(hào)流入為負(fù)號(hào)二、基爾霍夫電流定律(KCL)——節(jié)點(diǎn)，電流

1.定義：在集總電路中，任何時(shí)刻，對(duì)任一節(jié)點(diǎn)，所有流出

(流入）節(jié)點(diǎn)的支路電流的代數(shù)和恒等于零。I1I2I3ba123+-US1US2+-KCL也可描述為:任何時(shí)刻，流出任一節(jié)點(diǎn)的支路電流等于流入該節(jié)點(diǎn)的支路電流。

2.推廣應(yīng)用廣義節(jié)點(diǎn)根據(jù)KCL，分別對(duì)A、B、C三個(gè)節(jié)點(diǎn)列電流方程：

KCL是用來(lái)確定連接在同一節(jié)點(diǎn)上的各支路電流之間關(guān)系的，具有電流連續(xù)性，它是電荷守恒的體現(xiàn)。KCL還可以擴(kuò)展到電路的任意閉合面（又稱高斯面、廣義節(jié)點(diǎn)）。例：KCL是按電流參考方向列寫(xiě)的，與電流實(shí)際方向無(wú)關(guān)。列寫(xiě)關(guān)系式：先要任意選定回路的繞行方向，當(dāng)回路內(nèi)各段

電壓的參考方向與回路的繞行方向一致時(shí)為正，相反時(shí)為負(fù)。體現(xiàn)了兩點(diǎn)間的電壓與路徑無(wú)關(guān)。三、基爾霍夫電壓定律(KVL)——回路，電壓KVL描述了一個(gè)回路中各支路電壓間相互約束的關(guān)系。

1.定義：在集總電路中，任何時(shí)刻，沿任一回路，所有支路電壓降的代數(shù)和恒等于零。對(duì)回路1：KVL是電壓與路徑無(wú)關(guān)這一性質(zhì)的反映。元件電壓參考方向與繞行方向一致，則元件電壓取正；反之，取負(fù)。I1I2I3ba123+-US1US2+-對(duì)回路3：由于U1=R1I1和U2=R2I2，代入上式有或基爾霍夫電壓定律可表述為：對(duì)于電路中任一回路，在任一時(shí)刻，沿著一定的循行方向（順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较颍├@行一周，電阻元件上電壓降之和恒等于電源電壓升之和。其表達(dá)式為：2.KVL定律的推廣應(yīng)用或?qū)懽鳎篕VL可推廣到任意假想回路USIUR+_+_USIRU

=0U

=USIRKCL在支路電流之間施加線性約束關(guān)系；KVL則對(duì)支路電壓施加線性約束關(guān)系。這兩個(gè)定律僅與元件的相互連接有關(guān)，而與元件的性質(zhì)無(wú)關(guān)。不論元件是線性的還是非線性的，時(shí)變的還是非時(shí)變的，KCL和KVL總是成立的。

KCL和KVL是集總電路的兩個(gè)公設(shè)。

綜合運(yùn)用KCL、KVL求電路端口的U-i關(guān)系式求圖示端口電路的u-

i關(guān)系(VCR)解要求能熟練求解含源支路端口的VCR。-+-+4Vui3實(shí)質(zhì)是元件約束方程。應(yīng)用舉例

1-9圖中I1=3mA，I2=1mA。試確定電路元件3中的電流I3和其兩端電壓Uab，并說(shuō)明它是電源還是負(fù)載。例：解：ab30V10kΩ-+80V-UabI320kΩI1I2++-根據(jù)KCL，對(duì)于節(jié)點(diǎn)a有代入

I2=1mA數(shù)值，得

顯然，元件3兩端電壓和流過(guò)它的電流實(shí)際方向相反，是產(chǎn)生功率的元件，即是電源。10V++--3I2U=?I=055-+2I2

I25+-1-10求開(kāi)路電壓

U。例：解：應(yīng)用舉例

1.根據(jù)自己的理解說(shuō)明什么是支路？回路？節(jié)點(diǎn)？2.列寫(xiě)KCL、KVL方程式前，不在圖上標(biāo)出電壓、電流和繞行參考方向行嗎？3.試從物理原理上解釋基爾霍夫電流定律和基爾霍夫電壓定律。

4.基爾霍夫兩定律與電路元件是否有關(guān)？分別適用于什么類型電路？它們的推廣應(yīng)用如何理解和掌握？

檢驗(yàn)學(xué)習(xí)結(jié)果+_3V2+_u2A+_uR2-1求圖示電路中的電壓u，并求各電阻吸收的功率和各電源的功率。2-2在圖示電路中，試分別計(jì)算各元件的功率。+_2V2uR+iuiR+_u5A_解：解：課后習(xí)題2-3一個(gè)“510k、0.5W”的電阻,使用時(shí)最多能允許多大的電流通過(guò)？能允許加的最大電壓又是多少？解：2-4圖中，已知：i2=2A，i4=-1A，i5=6A，求i3。+_i2i1i3i4i5i6i7i8解：所以:05432=-+-iiii2-5求圖示電路中的電流I2。解：36+_6I1+_I1I29VI2-6求圖中受控源的功率。2+IR_U6A0.8I12I1解：2-7電路如圖所示，試求I。6V+421I1_I6A解：2-8圖示電路中，已知I1＝3A，I2＝-2A，求I3和Uab。25I35I1I2abc解：2-9圖示電路中，分別求當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)和閉合時(shí)F點(diǎn)的電位U。解1：2k+12VF1k3k-12VSIS斷開(kāi):S閉合:I=[12-(-12)]÷[

(2+1+3)×103]=4mAUF=12-[

4×10-3×(2+1)

×

103

]=

0VI′

=12÷[

(1+3)×103

]=3mAUF=0-[

1×103

I′]=

-3VS斷開(kāi)時(shí)，圖中三個(gè)電阻為串聯(lián)：S閉合時(shí)，等效電路如下圖所示：12V3kS12V1k2k-＋+FI′-解2：2-10電路如圖所示，求A、B兩點(diǎn)間的電壓UAB。解：-3+8V5210-1A-1AAB2Aii1i22A2-11電路如圖所示，已知uS1=3V、uS2=2V、

uS3=5V、R1=1Ω、R2=4Ω，求各支路電流i1、i2、i3。解：01=++iiiuS1-uS2+R12iuS1+R23i23+uS3=0=0uS3i4R2R1+uS2+–i2+–uS1i3–1i1–23個(gè)支路電流，3個(gè)支路電壓，共6個(gè)未知數(shù)。6個(gè)方程可解之。b對(duì)一般網(wǎng)絡(luò)：設(shè)有b條支路（元件），n個(gè)節(jié)點(diǎn)。則有b個(gè)支路電流和b個(gè)支路電壓，共2b個(gè)未知量。列寫(xiě)方程個(gè)數(shù)：

KCL方程數(shù)：(n－1)KVL方程數(shù)：b－n+1元件(支路)方程數(shù)：b

共2b個(gè)方程，解除2b個(gè)未知量，這就是網(wǎng)絡(luò)方程的2b法第一步:列出關(guān)聯(lián)參考方向下3個(gè)支路（元件）的伏安關(guān)系(VCR)。第二步:列出獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的KCL方程第三步:列出獨(dú)立回路的KVL方程2b法求解電路aa3條支路，2個(gè)節(jié)點(diǎn)，3個(gè)回路作業(yè)2.1

提示：練習(xí)KVL、KCL，復(fù)習(xí)功率及其守恒2.2

提示：練習(xí)KVL、KCL，復(fù)習(xí)節(jié)點(diǎn)電壓.2.42.52.6

提示：練習(xí)廣義KVL，并復(fù)習(xí)參考方向。2.7

提示：練習(xí)KVL、KCL2.9

提示：練習(xí)KVL、KCL求解含受控源電路。兩個(gè)一端口電路(元件），端口具有相同的伏安關(guān)系(VCR),則稱它們等效。B+-ui等效C+-ui等效觀點(diǎn)2.2

電阻等效變換f(i)=g(i)等效對(duì)外部電路(端口以外)有效，對(duì)內(nèi)不成立。等效電路與外部電路無(wú)關(guān)。電路特點(diǎn)1.電阻串聯(lián)(a)各電阻順序連接，流過(guò)同一電流(KCL)；(b)端口電壓等于各串聯(lián)電阻的電壓之和(KVL)。+_R1Rn+_u

ki+_u1+_unuRk(無(wú)分叉地首尾相連)一、電阻的串并聯(lián)等效u+_Reqi+_R1Rn+_u

ki+_u1+_unuRk由歐姆定律等效電阻串聯(lián)電路的等效電阻等于各分電阻之和。

結(jié)論串聯(lián)電阻的分壓

串聯(lián)而言，電阻越大，分壓越大。表明分壓器+_uR1R2+-u1+-u2io電路特點(diǎn)(a)各電阻兩端為同一電壓（KVL)；(b)總電流等于流過(guò)各并聯(lián)電阻的電流之和(KCL)。i=i1+i2+…+ik+…+ininR1R2RkRni+ui1i2ik_2.電阻并聯(lián)(元件共用兩個(gè)接線端))inR1R2RkRni+ui1i2ik_+u_iGeq等效由KCL:i=i1+i2+…+ik+…+in=u/R1+u/R2

+…+u/Rn=u(1/R1+1/R2+…+1/Rn)=uGeq等效電阻等效電導(dǎo)等于并聯(lián)的各電導(dǎo)之和。結(jié)論并聯(lián)電阻的分流電導(dǎo)越大，分流越大R1R2i1i2i分流器3.電阻串并混聯(lián)的等效電阻從端口向遠(yuǎn)端看起，在遠(yuǎn)端根據(jù)接線端的連接方式找出串聯(lián)或并聯(lián)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)和元件拉伸426R33601005010a408020bRab4030304030R4040303030R求如圖電路的⑴Rab；⑵Rac

a4Ωb3Ω8Ω2Ω6Ω6Ωc圖A解⑴求Rab時(shí)如圖A．故：Rab=4∥[3+(6∥6)]=4∥[3+3]=(4×6)／(4+6)=2.4Ω⑵求Rac時(shí)圖B于是

Rac={4∥[3＋(6／2)]}+(2∥8)=2.4＋1.6=4Ω此時(shí)6Ω與6Ω的電阻并聯(lián)，再與3Ω電阻串聯(lián)。左下角的2Ω和8Ω電阻被短路a4Ωb3Ω-Ωc2Ω62圖B8Ω由于2Ω與8Ω電阻一端接b，另一端接c，它們?yōu)椴⒙?lián)關(guān)系，判斷電阻的聯(lián)接關(guān)系據(jù)其端子的聯(lián)接特點(diǎn)判斷R1R2R3R4+_uSABuAuB＝？UAB=0IAB=0A、B是等電位點(diǎn)等電位點(diǎn)之間開(kāi)路或短路或連任何元件

不影響電路

4平衡電橋42+1V1214-i1i2i3i4i5ABRRRRRAB∴RAB=R作業(yè)2.13

提示：練習(xí)電橋平衡，復(fù)習(xí)節(jié)點(diǎn)電壓概念2.14

提示：練習(xí)電橋平衡。2.15

提示：練習(xí)電阻的串并聯(lián)等效。2.16

提示：練習(xí)練習(xí)電阻的串并聯(lián)等效.2.17提示：練習(xí)電阻的串并聯(lián)等效。5.電阻的—Y

等效變換電阻的、Y形連接Y形網(wǎng)絡(luò)

形網(wǎng)絡(luò)

R12R31R23123R1R2R3123

型電路

(

型)

T

型電路(Y型)使兩網(wǎng)絡(luò)等效，即伏安關(guān)系相同從1、2端看進(jìn)去的等效電阻：從1、3端看進(jìn)去的等效電阻：從2、3端看進(jìn)去的等效電阻：電阻的、Y形連接中，端口的伏安關(guān)系即從端口出看過(guò)去的等效電阻變YY變特例：若三個(gè)電阻相等(對(duì)稱)，則有

R=3RYR31R23R12R3R2R11k1k1k1kRE1kRE3k3k3k1/3k1/3k1kRE1/3k橋T

電路例例求負(fù)載電阻RL消耗的功率2A3020RL30303030202A3020RL1010103020IL2A40RL101010406、含電阻和受控源一端口電路的等效電阻求a，b兩端的入端電阻（inputresistance）Rab。IbIabRRab+U_下面用加流求壓法求RabRab=U/I=(1-b)R當(dāng)b<1,Rab>0，正電阻正電阻負(fù)電阻uiU=(I-bI)R=(1-b)IR當(dāng)b>1,Rab<0，負(fù)電阻通常有兩種求u-i關(guān)系的方法①端口加電壓求電流法②端口加電流求電壓法在端口加電壓或電流；+U1-224U1AB+-列伏安關(guān)系、KCL、KVL：求圖示電路的等效電阻RAB。+U-I=+-241UU2U1I+=0U1UW=W==\0.3331IURAB含受控源一端口電路的等效電阻的求取本質(zhì)：KVL、KCL和元件的伏安關(guān)系(VCR)等效R等效=U/I小結(jié):一個(gè)無(wú)獨(dú)立源的二端電阻網(wǎng)絡(luò)可以用一個(gè)電阻等效R等效+U_I無(wú)源+U_I求等效電阻的方法(2)平衡電橋加流求壓法(加壓求流法)(1)串并(混)聯(lián)；思考

含獨(dú)立源的二端電阻網(wǎng)絡(luò)用啥等效？(3)Δ—Y變換本質(zhì)KVL、KCL、VCR看看記記1、理想電壓源的串、并聯(lián)

串聯(lián)一般有uS=

uSk

（注意參考方向）電壓相同的電壓源才能并聯(lián)，且每個(gè)電源的電流不確定。并聯(lián)等效等效uS2+_+_uS1+_uS+_5VI5V+_+_5VI可等效成一個(gè)理想電壓源US（

注意參考方向）.2.3電源等效變換

2、理想電壓源與其它元件并聯(lián)其它元件及其組合或是一個(gè)子電路等。與電壓源并聯(lián)的任何元件或子電路均可去掉！I=1A2A20+-2V5010V10510V10I=1A3A3、理想電流源的串、并聯(lián)電流相同的理想電流源才能串聯(lián)，并且每個(gè)電流源的端電壓不能確定。串聯(lián):可等效成一個(gè)理想電流源iS（

注意參考方向）.并聯(lián)：iS1iSkiSniS…電流源與其它元件串聯(lián)表示其它元件及其組合或是一個(gè)子電路等。與電流源串聯(lián)的任何元件或子電路均可去掉！iS=iS2

–iS1uSiSuSuSiSiSiSuS1iS2iS1uS24、實(shí)際電壓源和電流源的等效變換U=US

–RsIUS+_Rs+U_IUSUI

RsIui0Rs:電源內(nèi)阻，一般很小。實(shí)際電壓源，當(dāng)它向外電路提供電壓時(shí)，它的端電壓總是小于其電動(dòng)勢(shì)，電流越大端電壓越小。實(shí)際電壓源可用一個(gè)理想電壓源US與一個(gè)電阻Rs串聯(lián)的電路模型來(lái)表征。I=iS–Gs

UGs:電源內(nèi)電導(dǎo)，一般很小。Gs+_iSUIISUIGsUui0

實(shí)際電流源，當(dāng)它向外電路供給電流時(shí)，并不是全部流出，其中一部分將在內(nèi)部流動(dòng)，隨著端電壓的增加，輸出電流減小。實(shí)際電流源可用一個(gè)電流為

iS

的理想電流源和一個(gè)內(nèi)電導(dǎo)

Gs

并聯(lián)的模型來(lái)表征等效的條件iS=uS/Rs,Gs=1/Rs實(shí)際電壓源實(shí)際電流源兩種模型之間的等效變換。所謂的等效是指端口的電壓、電流關(guān)系相同。US+_Rs+U_IGs+_iSUIU=US

–Rs

II=iS–Gs

U

開(kāi)路的電壓源中無(wú)電流流過(guò)Rs；方向：電流源電流方向與電壓源電壓方向相反(電流源電流從電壓源正極流出)(1)變換關(guān)系數(shù)值關(guān)系;電壓源短路時(shí)，電阻Rs中有電流；i(3)理想電壓源與理想電流源不能相互轉(zhuǎn)換。(2)所謂的等效是對(duì)外部電路等效，對(duì)內(nèi)部電路是不等效的。電流源短路時(shí),并聯(lián)電導(dǎo)Gs中無(wú)電流。

iS

注意i+_uSRs+u_iGs+u_iS開(kāi)路的電流源可以有電流流過(guò)并聯(lián)電導(dǎo)Gs。iS應(yīng)用利用電源轉(zhuǎn)換可以簡(jiǎn)化電路計(jì)算。I=0.5A6A+_U5510V10V+_U5∥52A6AU=20V5A3472AI+_15V_+8V77I受控源和獨(dú)立源一樣可以進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換。但是控制量必須在被轉(zhuǎn)換的二端網(wǎng)絡(luò)外以保持其不變。U=1500I+10U=1000(I-0.5I)+1000I+101.5k10V+_UI簡(jiǎn)化電路：1k1k10V0.5I+_UIU=2000I-500I+1010V1k+_U+500I-I1k作業(yè)2.18

提示：練習(xí)含受控源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電阻求解2.19

2.20提示：練習(xí)電源等效變換。2.22

提示：練習(xí)電阻的串聯(lián)分壓關(guān)系。2.24

提示：練習(xí)電橋平衡化簡(jiǎn)電阻.2.26提示：練習(xí)電源等效變換。2.27提示：練習(xí)Δ—Y變換。2.4

運(yùn)算放大器1.簡(jiǎn)介一、運(yùn)算放大器的電氣特性是一種有著十分廣泛用途的電子器件。最早開(kāi)始應(yīng)用于1940年，主要用于模擬計(jì)算機(jī)，可模擬加、減、積分等運(yùn)算，對(duì)電路進(jìn)行模擬分析。1960年后，隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)算放大器逐步集成化，采用半導(dǎo)體制造工藝，將大量半導(dǎo)體三極管、電阻、電容等元件以及它們之間的連線，制作在同一小塊單晶硅芯片上，大大降低了成本，獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。信號(hào)的運(yùn)算電路比例、加、減、對(duì)數(shù)、指數(shù)、積分、微分等運(yùn)算。產(chǎn)生方波、鋸齒波等波形信號(hào)的處理電路信號(hào)的發(fā)生電路有源濾波器、精密整流電路、電壓比較器、采樣—保持電路。運(yùn)算放大器是高放大倍數(shù)的直接耦合的放大器(一般內(nèi)部由20個(gè)左右的晶體管組成)，可用來(lái)放大直流和頻率不太高的交流信號(hào)。2.運(yùn)算放大器的組成由三個(gè)基本部分組成+UCC–UEEuou–u+輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)同相輸入端輸出端反相輸入端輸入級(jí)：差動(dòng)放大電路；輸入電阻高，能減小零點(diǎn)漂移和抑制干擾信號(hào)中間級(jí)：一級(jí)或多級(jí)共射放大電路，進(jìn)行電壓放大，又稱電壓放大級(jí)。輸出級(jí)：互補(bǔ)對(duì)稱電路或射極輸出器，輸出電阻低，帶負(fù)載能力強(qiáng)3.運(yùn)算放大器的電路符號(hào)a：反相輸入端（invertinginput），以“-”表示，輸入電壓u-。b：同相輸入端（noninvertinginput），以“+”表示，輸入電壓u+

o：輸出端（output），輸出電壓uo。A：開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)（open-loopgain）。:

公共端（接地端）。A+uoo_ud+ud=u+—u-差模輸入電壓uo=Aud

u__a+u+b國(guó)際符號(hào)：＋－v+-vov4運(yùn)算放大器的靜態(tài)特性:輸出電壓uo和輸入端電壓ud關(guān)系①線性工作區(qū)|ud|

<Uds,則uo=Aud②正向飽和區(qū)③反向飽和區(qū)ud>Uds,則uo=Usatud<-

Uds,則uo=-UsatUds是一個(gè)數(shù)值很小的電壓。當(dāng)Usat=13V，A=105時(shí)，Uds=0.13mV。Usat-UsatUds-Udsuoud0實(shí)際特性近似特性A+uoo_ud+u__a+u+bRi輸入電阻Ri：運(yùn)算放大器的反相輸入端和同相輸入端看去的等效電阻，通常為106～1013輸出電阻Ro：運(yùn)算放大器的輸出端和接地端看去的等效電阻，通常為10～100。

u+u-+-A(u+-u-)抽象工程觀點(diǎn)+_ududu+u-_+A++-uoRi很大R0很小A：開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)5運(yùn)算放大器的電路模型u+u-u++-A(u+-u-)Roi_i+Ri

,

i+=0,i-=0。從輸入端看進(jìn)去，元件相當(dāng)于開(kāi)路——虛斷

_ud+在線性放大區(qū)，將運(yùn)放電路作如下的理想化處理：(2)A∵uo為有限值，則ud=0,即u+=u-，

兩個(gè)輸入端之間相當(dāng)于短路——虛短

(1)Ri

,

i+=0,i-=0。從輸入端看進(jìn)去，元件相當(dāng)于開(kāi)路——虛斷

6、理想運(yùn)算放大器理想運(yùn)放的電路符號(hào)u+u-uo_++i-i+_+uo

=

A(u+

?u-)+-A(u+-u-)u+u-工程觀點(diǎn)A特別大+_ududu+u-_+A++-uo+-A(u+-u-)RoRiu+u-+-A(u+-u-)u+u-抽象觀點(diǎn)運(yùn)算放大器理想運(yùn)算放大器工程觀點(diǎn)Ri很大R0很小工程觀點(diǎn)A特別大u+u-uo_++i-i+_++__+u2u1+_uo_+A+uo

=

A(u2

?u1)=Aud1uo和ud差別太大。

u1、u2的取值范圍太小設(shè)計(jì)好的電路只能針對(duì)某個(gè)OpAmp使用。3

OpAmp的A隨溫度變化較大，設(shè)計(jì)好的放大器只能在某個(gè)溫度下使用。2不同OpAmp的A差別很大問(wèn)題信號(hào)放大Uds是一個(gè)數(shù)值很小的電壓。當(dāng)Usat=13V

，A=105時(shí)，Uds=0.13mV。二、放大電路中的負(fù)反饋飛球調(diào)速器第一個(gè)具有比例控制能力的機(jī)械反饋裝置HaroldStephenBlack哈德羅史蒂芬布萊克理想的負(fù)反饋模式

反饋放大器的閉環(huán)增益可以表達(dá)為理想的負(fù)反饋模式

當(dāng)沒(méi)有引入反饋時(shí)，輸入電壓直接接在放大器的輸入端，相應(yīng)的輸出電壓是

現(xiàn)在接入一個(gè)反饋系數(shù)為β的反饋電路，輸出電壓與輸入電壓與反饋電壓的差值直接相關(guān)。這個(gè)差值作為接在放大器輸入端的“輸入電壓”將它代入第一個(gè)式中替換+_uo_+A++_uiR1Rf運(yùn)放等效電路-Au1+_+_u1R1Rf+_uo+_ui1ii將輸出信號(hào)的一部分引到反相輸入端—負(fù)反饋二、放大電路中的負(fù)反饋+_uo_+A++_R1Rf工程觀點(diǎn)A特別大uo和ui差別太大。1u1、u2的取值范圍太小3

OpAmp的A隨溫度變化較大，設(shè)計(jì)好的放大器只能在某個(gè)溫度下使用。2不同OpAmp的A差別很大問(wèn)題設(shè)計(jì)好的電路只能針對(duì)某個(gè)OpAmp使用。uiVVV三、負(fù)反饋理想運(yùn)算放大器電路的分析1.電壓跟隨器（voltagefollower）特點(diǎn)：①輸入電阻無(wú)窮大（虛斷）；②輸出電阻為零；應(yīng)用：在電路中起隔離前后兩級(jí)電路的作用。_+++_uo+_ui虛斷虛短虛短短路線連接反相輸入端和輸出端例

隔離前后兩級(jí)電路RL+_u0R2R1+_ui+_uiR1R2RL+_u0++_虛短：u+=u-

=0虛斷：i-=0，i+=0（1）輸入端應(yīng)用KCL負(fù)反饋有抑制噪聲的作用。注意：2.反相比例放大器i1=ui/R1

+_uo_+++_uiR1Rfi1i2i-u-u+i+

KCL:i2=i1

（2）輸入端和輸出端構(gòu)成的回路中應(yīng)用KVLi2=-uo/RfVCVSi1+_uOi2_ui++_反相比例放大器的等效電路+_uo_+++_uiR1RfRLi1i2i-u-u+i+3.加法器（summingamplifier）若則實(shí)現(xiàn)了加法運(yùn)算+_uo_++R2Rfi-u+u-R1R3u1u2u3i1i2i3ifi++_+_+_4.非反相比例放大器_++R1uiRfR1u+u-i-+_uo+_i+虛短：u+=u-

=

ui

虛斷：i-=i+=0激勵(lì)信號(hào)加在同相輸入端Rf虛短：u+=u-

=

5.減法器u1單獨(dú)作用：反相比例器+_uo_+++_u1R1Rfi1i2i-u-u+i+u2單獨(dú)作用：非反相比例電路u1、u2共同作用時(shí)_++R1u2RfR1u+u-i-+_uo+_i+Rfu1、u2共同作用時(shí)實(shí)現(xiàn)了減法運(yùn)算Rf_++R1u1R1u+u-i-+_uo+_i+Rf+_u2i1i2+_uo_+

++_3V5k2k4k8k?作業(yè)2.29

提示：練習(xí)負(fù)反饋理想運(yùn)算放大器電路的分析2.30

提示：練習(xí)負(fù)反饋理想運(yùn)算放大器電路的分析2.31

提示：練習(xí)負(fù)反饋理想運(yùn)算放大器電路的分析2.33提示：練習(xí)負(fù)反饋理想運(yùn)算放大器電路的分析.2.34提示：練習(xí)負(fù)反饋理想運(yùn)算放大器電路的分析2.5

數(shù)字電路基礎(chǔ)一.基本概念自然界中的物理量模擬量數(shù)字量時(shí)間和數(shù)值連續(xù)變化的物理量時(shí)間和數(shù)值都是離散的物理量如:溫度、壓力、速度如：人數(shù)、物件模擬信號(hào)：表示模擬量的電信號(hào)模擬電路:處理模擬信號(hào)的電子電路數(shù)字信號(hào)：表示數(shù)字量的電信號(hào)數(shù)字電路:處理數(shù)字信號(hào)的電子電路電壓(V)二值邏輯電平+51H(高電平)00L(低電平)邏輯電平與電壓值的關(guān)系（正邏輯）在電路中用低、高電平表示0、1二值數(shù)字信號(hào)0、1邏輯電平數(shù)字信號(hào):二值最好信息型：二值邏輯-是，非（普遍）數(shù)字信號(hào)的描述方法數(shù)值型：二進(jìn)制數(shù)(簡(jiǎn)易)在電路中的描述數(shù)字信號(hào)數(shù)字電路輸入數(shù)字電路數(shù)字信號(hào)輸出前提邏輯推理結(jié)論運(yùn)算特殊的二值代數(shù)學(xué)布爾(G.Boole)于1847年創(chuàng)立布爾代數(shù)(邏輯代數(shù))布爾代數(shù)數(shù)值型的運(yùn)算規(guī)則取值限制變量x、y及函數(shù)f只能取0或1單變量布爾函數(shù)xf(x)0？1？xf00010f1f20110f301常數(shù)共四種僅剩下一個(gè)：讀作x(bar)結(jié)論：布爾代數(shù)中只有一種單變量函數(shù)有意義，即x(bar),它是第一個(gè)找到的基本運(yùn)算—布爾逆二變量布爾函數(shù)xyF0F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10F11F12F13F14F15000000000011111111010000111100001111100011001100110011110101010101010101布爾乘與普通乘法法則一致，用乘法符號(hào)布爾加與普通加法不一致，用加法符號(hào)三種基本運(yùn)算的意義基本運(yùn)算的數(shù)值定義0110xx111001010000yxyxI111101110000yxyxI三種基本運(yùn)算的意義基本運(yùn)算的邏輯定義變量條件，原因函數(shù)結(jié)果因果0假F不成立1真T成立FTTFxx結(jié)果與條件相反邏輯非,非運(yùn)算TTTFFTFTFFFFyxyxI條件都成立，結(jié)果才成立邏輯與,與運(yùn)算TTTTFTTTFFFFyxyxI條件之一成立，結(jié)果成立邏輯或,或運(yùn)算通常用0/1表示F/T,但此時(shí)0/1沒(méi)有數(shù)值意義，僅代表兩個(gè)相反的狀態(tài)通常用表示邏輯運(yùn)算，稱為邏輯非，邏輯乘，邏輯加，但此時(shí)不是數(shù)值運(yùn)算。yxyxx·+,,2.5

數(shù)字電路基礎(chǔ)二.邏輯門(mén)電路在數(shù)字電路中，門(mén)電路是最基本的邏輯元件。門(mén)電路的輸入信號(hào)于輸出信號(hào)之間存在一定的邏輯關(guān)系，所以門(mén)電路又稱邏輯門(mén)電路。門(mén)電路是用以實(shí)現(xiàn)邏輯關(guān)系的電子電路，與基本邏輯關(guān)系相對(duì)應(yīng)，門(mén)電路主要有：與門(mén)、或門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)、異或門(mén)等。1、常用邏輯門(mén)電路符號(hào)&≥12、邏輯表達(dá)式的邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)ABC1AY=&ABY=A+BY=≥1ABY=A+BY=K斷開(kāi)----K閉合----可用二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管代替Uo=5V輸出高電平Uo=0V輸出低電平1、獲得高低輸出電平的原理電路

UiUoK5VR＋－5V三、門(mén)電路的MOSFET實(shí)現(xiàn)2.5

數(shù)字電路基礎(chǔ)DSGUGS＋－UDS＋－IDS＋－USRL輸入U(xiǎn)GS為“1”時(shí)如何保證UGS為“1”時(shí)，輸出UDS為“0”？UGS＋－UDS＋－IDS＋－USRLRON輸入U(xiǎn)GS為“0”時(shí)規(guī)定：US=5VUT=2V“0”對(duì)應(yīng)0V“1”對(duì)應(yīng)5VUGS＋－UDS＋－IDS＋－USRL輸出UDS=“1”2、反相器把開(kāi)關(guān)用MOSFET替換Uo=UDSUi=UGSUGS=0VUT=2VUGS=5VUT=2V電子學(xué)中慣用的反相器表示法DSGUGS＋－UDS＋－IDS＋－USRLDSGUINUOUTRL電路分析慣用的反相器表示法電路具體構(gòu)造反相器電路符號(hào)DSGUINUOUTRL（1）A、B同時(shí)為“1”時(shí)，Y為“0”；（2）其余條件下，Y為“1”。DSGYRLDSGABUS＋－UDS＋－RLRONRONUS3、與非門(mén)電路