电路原理第9章第1节
模电部分第9章(潘)信号发生器
2、石英晶体
压电效应： 变形 电荷
① 特性：
逆压电效应：电场 变形 当电压变化频率等于晶体的固有频率时，产生压电谐振。
2021/4/11
24
② 符号及等效电路
符号
等效电路
静态电容 :
C0
机械振荡惯性： L
Au
1
RF R1
3
考虑到起振条件AuF > 1, 一般应选取 RF 略大2R1。 如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重非线性
失真。
由运放构成的RC串并联正弦波振荡电路要通过在
外部引入负反馈来达到稳幅的目的。
2021/4/11
8
(4) 振荡频率与振荡波形
振荡频率由相位平衡条件决定。 因为 A = 0，而仅在 f 0处 F = 0 ，满足相位平衡条件，所 以振荡频率 f 0= 1 2RC。 振荡频率为单一频率 f 0，故振荡波形是正弦波
1） 相位条件意味着振荡电路在频率f0下必须是正反馈；
正弦波振荡电路只在一个频率(f0)下满足相位平衡条件。 所以正弦波振荡电路必须有一个选频网络。
•
•
选频网络可设在 A 中或 F 中。 选频网络由 RC元件或 LC元件组成。
2） 幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，必须有足够的反馈 量(可以通过调整放大倍数A 或反馈系数F 达到) 。
Z
1
1
j j C
C
( j
R
L)
j
L
R
L C
j( L 1 ) C
谐振时：
0L
1
0C
0
谐振频率：
第9章-DAC和ADC
图9.2.6
DAC——CB7520电路原理图
【例1】 下图是用CB7520和74LS161组成的波形发生器电路。已 知CB7520的VREF=-10V，试画出输出电压V0的波形，并标出波形图 上各点电压的幅度。
9.2.7
DAC——CB7520应用举例
§9.2.3 权电流型D/A转换器
在权电阻网络DAC和倒T形电阻网络DAC中的模拟开关在实 际应用中，总存在一定的导通电阻和导通压降，而且每个开关的 情况又不完全相同，所以它们的存在无疑会引起转换误差，影响 转换精度。 权电流型DAC可有效的解决这一问题。其示意图如下：
n
其中： X X n 2
n 1
X n 1 2
n2
X 1 2 Dn
0
一般的数模转换器的基本组成可分为四部分，即：电 阻译码网络、模拟开关、基准电压源和求和运算放大器。
图9.2.2 数模转换器原理图
目前使用最广泛的D/A转换技术有两种：权电阻网络 D/A转换和T形电阻网络D/A转换。
本章主要内容
第一节
概述
第二节
D/A转换器
第三节 A/D转换器
§9.1 概述
DAC和ADC的应用举例：
DAC和ADC的应用举例——MP3播放器：
DAC和ADC的应用举例——数字温度计：
DAC和ADC的应用举例——数字血压计：
在过程控制和信息处理中，经常会遇到一些连续变化的 物理量，如话音、温度、压力、流量等，它们的量值都是 随时间连续变化的。为了能使用数字电路处理模拟信号， 必须把模拟信号转换成相应的数字信号，方能送入数字系 统进行处理。同时，还往往要求将处理后得到的数字信号 再转换为相应的模拟信号作为最后的输出。 图9.1.1所示即为一个典型的数字控制系统框图：
孙肖子版模拟电子电路及技术基础课件 第9章
(9.1.4)
上式表明， 当集电极损耗功率PC一定时， 交流输出功率Po
第九章 功率放大电路
(3) 非线性失真要小。 由于功放管工作在大信号状态， 因此非线性失真不可避免。 如何减小非线性失真， 同时 又得到大的交流输出功率， 这也是功放电路设计者必须 要考虑的问题之一。 (4) 功率器件的安全问题必须考虑。 在功放电路中， 有相当大的功率消耗在功放管的集电结上， 它使管子的 结温和管壳稳度升高。 为了保证功放管安全、 可靠地运 行， 必须要限制功耗、 最大电流和管子承受的反压， 要 有良好的散热条件和适当的过流、 过压保护措施。
第九章 功率放大电路
工作在AB类或B类的功放电路， 虽然减小了静态 功耗， 提高了效率， 但它们都出现了严重的波形失 真。 因此， 既要保持静态时管耗小， 又要使失真不 太严重， 这就需要在电路结构上采取措施， 解决的 方法是， 采用互补对称或推挽功率放大电路。
第九章 功率放大电路
9.2 互补跟随对称功率放大电路 互补跟随对称功率放大电路
第九章 功率放大电路
第九章 功率放大电路
9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 功率放大电路的一般问题 互补跟随对称功率放大电路 D类功率放大电路 类功率放大电路 集成功率放大电路 功率器件
第九章 功率放大电路
9.1 功率放大电路的一般问题 功率放大电路的一般问题
9.1.1 特点和要求 特点和要求
(9.2.13)
第九章 功率放大电路
得出， 当 U o = π U CC 时， 每管的损耗最大， 即
2 1 U CC 2 1 2 1 U CC ⋅ U CC − ( U CC ) 2 ] = 2 PCm = [ RL π π 4 π π RL
电路原理第五版邱关源教案3Word版
电气与信息工程系教案第 3 次课授课时间 2017.9.4（教案续页）Z — 复阻抗；|Z| —复阻抗的模；z —阻抗角； R —电阻(阻抗的实部)；X —电抗(阻抗的虚部)。
转换关系：阻抗三角形 3.导纳对同一二端网络:当无源网络内为单个元件时有：4. RLC 并联电路由KCL ：zZ X j R C 1j L j R I U Z ϕ∠=+=ω-ω+== R X arctanφ X R |Z | z 22⎪⎩⎪⎨⎧=+=S φ|Y |UIY y ∠==定义导纳Z 1Y , Y 1Z ==GR 1U I Y === LB j L j 1U I Y =ω== CB jC j U I Y =ω==Y —复导纳；|Y| —复导纳的模；y —导纳角；G —电导(导纳的实部)；B —电纳(导纳的虚部)转换关系：导纳三角形例题: 对RL 串联电路作如下两次测量：（1）端口加90V 直流电压（）时，输入电流为3A ；（2）端口加的正弦电压90V 时，输入电流为1.8A 。
求R和L 的值。
C L R I I I I ++= U C j UL 1j U G ω+ω-= U )C j L 1j G ( ω+ω-=U )B B j(G [C L ++= U )B j G ( +=yY B j G L1j C j G U I Y ϕ∠=+=ω-ω+== G B arctanφ B G |Y | y 22⎪⎩⎪⎨⎧=+=0=ωHz f 50=题解8－13图解：由题意画电路如题解8－13图所示。
（1）当为90V 直流电压时，电感L 看作短路，则电阻（2）当为90V 交流电压时，设电流，根据相量法，有故根据，解得 例题：已知图示电路。
求和。
解：设为参考相量。
与同相位，超前s uΩ===30390i u R s su A I I 08.10∠=∠=8.18.130⨯+⨯=+=L L S jX I jX I R U 22308.190LS XU +⨯==Ω=-=4030)8.190(22L X L X L ω=Hf X X L L L127.0100402====ππωA I I 1021==I S U SU 1I S U 2I，相量图如题解8－16图所示。
第9章 基本放大电路
- 43 -第9章 基本放大电路放大是模拟电路最重要的一种功能。
本章所要介绍的基本放大电路几乎是所有模拟集成电路的基本单元。
工程上的各类放大电路都是由若干基本放大电路组合而成的，其中第一级称为输入级，最后一级称为输出级，其余各级为中间级。
9.1 放大电路的工作原理放大电路或称为放大器，其作用是把微弱的电信号、电压、电流、功率放大到所需要的量级，而且输出信号的功率要比输入信号的功率大，输出信号的波形要与输入信号的波形相同。
现以晶体管共射极接法的电路为例来说明放大电路的工作原理。
输入信号按波形不同可分为直流信号与交流信号两种。
由于正弦信号是一种基本信号，在对电路进行性能分析与测试时，常以它作为输入信号。
因此，也以正弦信号作为输入信号来说明放大电路的工作原理。
在输入端与输出端分别接有电容C 1、C 2，它们起着传递信号，隔离直流的作用，电容C 1、C 2称为输入和输出耦合电容或隔直电容。
由于耦合作用要求电容的容抗值很小，一般为几微法至几百微法，因而需要采用有极性的电解电容器。
输入端未加输入信号时，放大电路的工作状态称为静态。
这时U CC 提供了直流偏置电流。
由于电容的隔直作用，输入端和输出端不会有电压与电流。
可见，静态时，除了输入端与输出端外，晶体管各极电压与电流都是直流，其波形如图9-1各波形中的虚线所示。
输入端加上输入信号时，放大电路的工作状态称为动态。
交流输入信号u i 通过C 1耦合到晶体管的发射结两端，使发射结电压u BE 以静态值U BE 为基准上下波动，但方向不变，即u BE 始终大于零，发射结保持正向偏置，晶体管始终处于放大状态。
这时的发射结电压u BE ＝U BE ＋u be 。
忽略C 1上的交流电压降，则u be ＝u i 。
发射结电压的变化会引起各极电流的相应变化，而且它们都会有一个静态直流分量和一个交流信号分量，其波形如图9-1所示。
i C 的变化引起R C i C 的相应变化。
Altium Designer 14原理图与PCB设计第9章 创建元件集成库
第9章 创建元件集成库
9.1 集成库概述 9.2 新建元件集成库 9.3 创建原理图元件 9.4 创建元件封装 9.5 编译集成元件库
第9章 创建元件集成库
9.1 集 成 库 概 述
Altium Designer 14的集成库将原理图元器件和与其关联 的PCB封装方式、SPICE仿真模型以及信号完整性模型有机 结合起来，并以一个不可编辑的形式存在。所有的模型信息 都被复制到集成库内，存储在一起，而模型的源文件的存放 可以任意。如果要修改集成库，需要先修改相应的源文件库， 然后重新编译集成库以及更新集成库内相关的内容。
第9章 创建元件集成库 图9-8 Library Component Properties 对话框
第9章 创建元件集成库 9.3.2 对原有的元件编辑修改
在实际应用中，经常遇到这样的情形，即所需要的元件 符号与系统自带的元件库中的元件符号大同小异，这时就可 以把元件库中的元件先复制过来，然后稍加编辑修改即可创 建出所需的新元件。 用这样的方法可以大大提高创建新元 件的效率，起到事半功倍的效果。
第9章 创建元件集成库 图9-7 Pin Properties对话框
第9章 创建元件集成库
在Pin Properties对话框中设计者可对放置的引脚进行设 置。各操作框的含义如下：
·Display Name：用于对库元件引脚的命名，一般在该 对话框中输入其引脚的功能名称。注意：如果输入引脚名上 带有横线(如 )，则输入时应在每个字母后面加反斜杠， 表示形式为“R\S\T\”。
第9章 创建元件集成库
参考图9-3所示的引脚名和编号，完成放置12个引脚的 放置。
注意：如果引脚名或其他标识符号被矩形符号盖住了， 通过菜单命令可以调整叠放在一起的各对象的前后位置，即 先执行菜单Edit >> Move下面的Bring to Front或者Send to Back等命令，再用十字光标单击要调整的对象。
《电路原理》(第2版) 周守昌 目录
第九章 拉普拉斯变换
§9-1 拉普拉斯变换 §9-2 拉普拉斯变换的基本性质 §9-3 进行拉普拉斯反变换的部分分式展开法 §9-4 线性动态电路方程的拉普拉斯变换解法
第十章 电路的复频域分析
§10-1 基尔霍夫定律的复复频域导纳 §10-3 用复频域模型分析线路动态电路 §10-4 网络函数
绪论
第一章 基尔霍夫定律和电阻元件
§1-1 电路和电路模型 §1-2 电流和电压的参考方向 §1-3 基尔霍夫定律 §1-4 电阻元件 §1-5 独立源 §1-6 受控源 §1-7 运算放大器 §1-8 支路分析法
第二章 电阻电路的分析
§2-1 线性电路的性质·叠加定理 §2-2 替代定理 §2-3 戴维宁定理 §2-4 诺顿定理 §2-5 有伴电源的等效变换 §2-6 星形电阻网络与三角形电阻网络的等效变换 §2-7 特勒根定理 §2-8 互易定理 §2-9 节点分析法 §2-10 回路分析法 §2-11 电源的转移
第三章 动态元件和动态电路导论
§3-1 电容元件 §3-2 电感元件 §3-3 耦合电感元件 §3-4 单位阶跃函数和单位冲激函数 §3-5 动态电路的输入— 输出方程 §3-6 初始状态与初始条件 §3-7 零输入响应 §3-8 零状态响应 §3-9 全响应
第四章 一阶电路与二阶电路
§4-1 一阶电路的零输入响应 §4-2 一阶电路的阶跃响应 §4-3 一阶电路的冲激响应 §4-4 一阶电路对阶跃激励的全响应 §4-5 二阶电路的冲激响应 §4-6 卷积积分及零状态响应的卷积计算法
第一章基尔霍夫定律和电阻元件11电路和电路模型12电流和电压的参考方向13基尔霍夫定律14电阻元件15独立源16受控源17运算放大器18支路分析法第二章电阻电路的分析21线性电路的性质叠加定理22替代定理23戴维宁定理24诺顿定理25有伴电源的等效变换26星形电阻网络与三角形电阻网络的等效变换27特勒根定理28互易定理29节点分析法210回路分析法211电源的转移第三章动态元件和动态电路导论31电容元件32电感元件33耦合电感元件34单位阶跃函数和单位冲激函数35动态电路的输入输出方程36初始状态与初始条件37零输入响应38零状态响应39全响应第四章一阶电路与二阶电路41一阶电路的零输入响应42一阶电路的阶跃响应43一阶电路的冲激响应44一阶电路对阶跃激励的全响应45二阶电路的冲激响应46卷积积分及零状态响应的卷积计算法第五章正弦电流电路导论51正弦电压和电流的基本概念52线性电路对正弦激励的响应正弦稳态响应53正弦量的相量表示法54基尔霍夫定律的相量形式55电路元件方程的相量形式56阻抗和导纳57阻抗的串联与并联第六章正弦电流电路的分析61正弦电流电路的相量分析62正弦电流电路中的功率63谐振电路64含有耦合电感元件的正弦电流电路65理想变量器第七章三相电路71对称三相电压72三相制的联接法73对称三相电路的计算74不对称三相电路的计算75三相电路中的功率第八章非正弦周期电流电路的分析81周期函数的傅里叶级数展开式82线性电路对周期性激励的稳态响应83非正弦周期电流和电压的有效值平均功率84傅里叶级数的指数形式85周期信号的频谱简介86对称三相电路中的高次谐波第九章拉普拉斯变换91拉普拉斯变换92拉普拉斯变换的基本性质93进行拉普拉斯反变换的部分分式展开法94线性动态电路方程的拉普拉斯变换解法第十章电路的复频域分析101基尔霍夫定律的复频域形式102电路元件的复频域模型复频域阻抗和复频域导纳103用复频域模型分析线路动态电路104网络函数附录非线性电路1非线性电阻元件及其约束关系2非线性电阻元件的串联和并联3非线性电阻电路的图解分析法4小信号分析法绪论返回
第09章放大电路基础及分析
168169新授课 ）传感器（麦克风），将声音转换成相应的电压信号。
）放大器，将麦克风输出的微弱电压信号放大到所需要的值。
）再生器（扬声器），将放大后的电信号还原成声音。
）电源，提供放大器工作所需要的直流电压。
．什么是放大电路同时满足以下两个条件的电路：）输出信号的功率大于输入信号的功率。
）输出信号波形与输入信号波形相同（不失真）。
用框图表示：输入端：加入需要放大的信号。
输出端：得到放大的输出信号。
组成：一个放大电路必须含有晶体管（或电子管）这样的器件，同时还包含电阻、电感、变压器等元器件。
．放大器的分类）按放大器的频率高低分⎪⎩⎪⎨⎧高频放大器低频放大器直流放大器）按被放大信号的类型分⎪⎩⎪⎨⎧功率放大器电压放大器电流放大器170（a ）双电源供电；（b ）单电源供电；（c ）是（b ）图的习惯画法（不画出集电极电源）。
各元器件的作用： ① 晶体管V ：工作在放大状态，起电流、电压放大作用。
② 基极偏置电阻b R ：它使电源U E 给晶体管提供一个合适的基极电流B I （又称偏流），保证晶体管工作在合适的状态。
取值范围在几十千欧到几百千欧。
③ 集电极负载电阻c R ：作用是把晶体管的电流放大转换为电压放大。
它的取值范围一般在几千到几十千欧。
④ 耦合电容1C 和2C ：起隔直流通交流的作用。
交流信号从1C 输入经过放大从2C 输出，同时1C 把晶体管的输入端与信号源之间，2C 把输出端和负载之间的直流通路隔断。
一般选用电解电容，使用时注意极性的区分。
⑤ 集电极电源U E ：作用一是给晶体管一个合适的工作状态（保证发射结正偏，集电结反偏），二是为放大电路提供能源。
2．静态工作点的建立171这时晶体管的直流电压：CE BE U U 、和对应的直流电流B I 、C I 统称为静态工作点CEQ Q BE U U 、、BQ I 、CQ I 。
如上图（b ）所示是放大电路的直流通路，由于耦合电容的作用，直流只在直流通路内流动，所以将耦合电容1C 、2C 看作断路的部分去掉，剩下的即为直流通路。
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分流公式
Ik
Yk Yeq
I(k
1,2,3,
, n)
两阻抗并联的 等效阻抗
Z Z1Z2 Z1 Z2
17
【例9－1】 RLC串联电路如图所示，若R=15Ω， L=12mH，C=5μF， uS 100 2 cos(5000t)V。
求：(1)i和各元件电压相量。
(2)电路的等效导纳和并联等效电路。
【解】 (1)已 知US 100 0V I R j L
U或I Z
YU
I
U Z
或I
Y U
作业
P244 9-3 (2)、(3)
23
Leq X
X
Leq
②若X<0（Z 0），则X称为容性电抗
1 X
Ceq
1
Ceq X
4. 阻抗的电压三角形：如图所示
坐标轴 可省略
注意 阻抗三角形和电压三角形相似
10
二、导纳（或称复导纳）
1 I
Y
或
I U
I U I
i YU
u Y
U：V I：A
Y
U -
N0
1
(a)
欧姆定律的相量形式
显然，有
52.30S （3.6610-3 j4.74103 )S（容性）
并联电路的等效电导和等效电容为
G 3.66 103 S（或R 273.22）
22
Ceq
B
4.74 103 314
F
15.06F
等效电路如图所示
i
uS
G
Ceq
小结
-
1. 阻抗和导纳的概念、运算及其等效变换
2. 相量形式的欧姆定律
I
j 1 j80 ωC
则根据元件的VCR有
IS UR
UL
UC
1
jC
(b)
d
UR RI 150 30V，UL j LI 600 120V
根据KVL得
UC
j 1
C
I 400
60V
Ubd UL UC 200 120V
注意：
Uad UR Ubd 250 83.13V
Ubd U L UC
11 Yeq Zeq 25 53.13S
US
UR
-
UL
-
1
j C
UC
-
(0.024 - j0.032)S （感性） -
等效电导
G=0.024S（或R=41.67Ω）
等效电感
1
Leq B 6.25mH i
并联等效电路如图所示
uS
G
Leq
-
20
【例9－2】图示电路中,Z=(10+j157)Ω,Z1=1000 Ω 。 Z2=-j318.47Ω,US＝100V,ω＝314rad/s。求:(1)各支路电流 和电压U10 ；(2) 并联等效电路。
1 B
Leq
1
Leq B
4. 导纳的电流三角形：如图所示
注意 导纳三角形和电流三角形相似
13
说明 电阻、电感和电容VCR的相量形式是相量形式 欧姆定律的特例。
元件 电阻 电感
电容
阻抗
ZR R
( Z 0)
Z L j L
[ X L L（感抗）]
( Z 90)
1
1
ZC
jC
j
C
[XC
1 （容抗）]
-
I US 100 0 4 53.13A Zeq 25 53.13
正弦电流i为
i 4 2 cos(5000t 53.13)A
各元件的电压相量为
UR RI 60 53.13V
UL jωLI 240 36.87V
UC
j 1
C
I 160
143.13V
19
(2)电路的等效导纳Yeq为
I R j L
G
R Z2
，B
X Z2
Y
1 Z
，Y
Z
一般情况 G1/R B1/X。若Z为感性，
X>0，则B<0，仍为感性。
15
YG
jB
R
Z
jX
Y G jB Y Y
Z R jX Z Z
1
1 GB
Z
Y
R jX
G jB
Y
2
j Y
2
或
R
G Y2
，X
B Y2
Z
1 Y
， Z
Y
注意 若一端口内含有受控源，则可能会有负电阻的 情况。（负电阻可用受控源等效）
Y：S
Y
I U
，Y
i
u
I
|Y|：导纳模
Y：导纳角
导纳的图形符号
如图所示
U
电流超前于电压的角度
Z (Y )
(b)
注意 因Z和Y不是正弦量，故书写时不应打点。
11
说明
1. 导纳的电导分量和电纳分量
Y G jB
+j G
O Y +1
电导分量
电纳分量
Y jB
①若B>0，则Y称为容性导纳 ②若B<0，则Y称为感性导纳 2. 导纳三角形（要记住） 3. 导纳的等效电路
所以 ubd 200 2 cos(103 t 120)VUad U R Ubd
uad 250 2 cos(103 t 83.13)V
3
注意
①选取参考相量的一般原则：串联选电流；并联
选电压。（若题中未给出相位信息，则参考正
弦量的初相位可任意指定，通常取为零）
②在正弦稳态电路中，部分电压可能高于总电压。
C
( Z 90)
14
导纳
YR G 1 R
(Y 0)
1
1
YL
j
L
j
L
BL
1
L
(Y
-90)
YC j C
(BCY
L
90)
3. 阻抗和导纳的等效互换
R
Z
jX
YG
jB
Z R jX Z Z
Y G jB Y Y
1
1
RX
Y Z G jB R jX Z 2 j Z 2
故 注意
6
重点：
1. 阻抗和导纳 2. 正弦稳态电路的分析与计算 3. 正弦稳态电路功率的分析与计算
难点：
1.无功功率的物理意义 2.复功率守恒
7
9－1 阻抗和导纳
如图所示，一端口不含有独立电源。
设 U U u ，I I i
一、阻抗（或称复阻抗）
Z
UI
U I
u i Z
Z
或
U：V
1 I
U
N0
-
1
(a)
A
I4 A4
A3
A1
A2
US
I1 R
I2
1
jC
jL
I3
I I1 I2 I3 5 j5 7.07 45A
（注意：I≠I1+I2+I3）
I4 I2 I3 j5A 5 90A
所求电流表A和A4的读数分别为7.07A和5A。
5
第9章 正弦稳态电路的分析
本章内容 9-1 阻抗和导纳 9-2 电路的相量图 9-3 正弦稳态电路的分析 9-4 正弦稳态电路的功率 9-5 复功率 9-6 最大功率传输
3. 阻抗的等效电路
Z
O
R +1
Z R2 X 2
Z
arctan
X R
R Z cos Z
根据阻抗表示的欧姆定律得
X Z sin Z
U (R jX )I
阻抗的等效电路是电阻 和储能元件的串联
9
如图所示
I R
+j
U
UR
-
UX
jX
-
-
O
Z jX Z
R +1
U
UX
Z I
UR
i
①若X>0（Z 0 ） ，则X称为感性电抗
【例8－5】已知电流表A1的读数5A，A2的读数为20A， A3的读数为25A。I求A电流表IA4 和A4A4的读A数3 。
A1
A2
US
I1 R
I2
1
jC
jL
I3
【解】选电压为参考相量，即令 US US 0V
由元件的VCR，得
4
I1 5 0A I2 j20A I3 j25A
根据KCL得
I
I Z 1
I1
I2
US
Z1
Z2
-
【解】
0
（1）设以US为参考相量，即令US 100 0V
Z1与Z
的
2
并
联
等
效
阻
抗
为Z12，即
Z12
Z1Z2 Z1 Z2
1000( j318.47) 1000 j318.47
303.45
- 72.33
(92.11 j289.13)
21
总输入阻抗Zeq为
Zeq Z12 Z
R=30Ω，L=0.12H，C=12.5μF。
iS 5 2 cos(103 t 30)A，
求uad和ubd。
aRb
【解】
iS
相量形式的电路图如图
(b)所示。
(a)
Lc
uC C
d
a R b jL c
IS UR
UL
UC
1
jC
(b)
d
2
图中
a R b jL c
IS 5 30A , jL j120
各部分的阻抗分别为 ZR 15，ZL j L j60