合肥工业大学电路分析112
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合工大电路实验报告2024解析
合工大电路实验报告2024解析实验名称：合工大电路实验报告2024解析实验目的：本实验旨在通过实际操作，了解基本电路的组成和性质，并学习使用实验仪器进行基本电路的测量和分析，以增强对电路基本原理的理解。
实验原理：本次实验主要涉及三个实验项目：串联电路、并联电路和交流电路。
1.串联电路：由于串联电路中电流只有一条路径，所以电流在串联电路中是相等的，而电压则是分配的。
由欧姆定律可以得出串联电路中电流的计算公式。
2.并联电路：并联电路中电流可以分流，并且电压在并联电路中是相等的。
并联电路中电阻的计算公式是根据电导值计算的。
3.交流电路：交流电路中，电流和电压是随时间变化的，信号是周期性的。
交流电路中电流和电压的计算公式是基于正弦函数的。
实验仪器和材料：1.DC电源：用于提供直流电压供电实验。
2.电阻箱：用于调节串联电路或并联电路的阻值。
3.多用电表：用于测量电路中的电流和电压。
4.示波器：用于观察交流电路中的波形图。
实验步骤：1.串联电路实验：-连接电路：将两个电阻依次连接起来，形成串联电路。
-测量电流：将多用电表置于电阻的两端，测量电流大小，并记录下来。
-计算电流：根据串联电路中电流相等的原理，将测量到的电流作为串联电路的总电流。
-测量电压：将多用电表的两个探头分别接在两个电阻上，测量电压大小，并记录下来。
-计算电压：根据欧姆定律和串联电路中电压分配的原理，计算每个电阻上的电压值，并与测量结果进行比较。
2.并联电路实验：-连接电路：将两个电阻并联连接起来，形成并联电路。
-测量电流：将多用电表置于并联电路的入口端，测量电流大小，并记录下来。
-计算电流：根据并联电路中电流分流的原理，将测量到的电流作为并联电路的总电流。
-测量电压：将多用电表的两个探头分别接在两个电阻上，测量电压大小，并记录下来。
-计算电压：根据并联电路中电压相等的原理，计算每个电阻上的电压值，并与测量结果进行比较。
3.交流电路实验：-连接电路：搭建交流电路，包括信号发生器和被测电路。
第十二讲 斩波电路
三是用于其他交 直流电源中
O i
t i1 I1 0 I2 0 to f f T b) i2 I1 0 t
O io i1 I2 0 O to n T t1 t x t2 to f f c) i2
t
O
to n
t
图3-3 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形 a） 电路图 b） 电流连续时 c） 电流断续时
11.1.2 升压斩波电路
1.升压斩波电路的基本原理
工作原理 假设L值很大，C值也很大 V通时，E向L充电，充电电流恒为I1， 同时C的电压向负载供电，因C值很 大，输出电压uo 为恒值，记为Uo 。 设V通的时间为ton ，此阶段L上积蓄 的能量为 EI1ton V断时，E和L共同向C充电并向负载 R供电。设V断的时间为toff，则此期 间电感L释放能量为 Uo - E I1toff 稳态时，一个周期T中L积蓄能量与 释放能量相等
11.1.2 升压斩波电路
电路分析
V 处 于 通 态 时 ， 设 电 动 机 电 枢 电 流 为 i1 ， 得 下 式
式中R为电机电枢回路电阻与线路电阻之和。
d i1 L Ri1 E M dt
t 1 - e
（3-27）
设i1的初值为I10，解上式得
i1 I10 e
（3-33）
I 20
T on - t EM e -e - T R 1- e
E e -a - e - m R 1 - e-
E R
（3-34）
11.1.2 升压斩波电路
与降压斩波电路一样，把上面两式用泰勒级数线性近似，得
a - m E I
R
（3-11）
O i
t i1 I1 0 I2 0 to f f T b) i2 I1 0 t
O io i1 I2 0 O to n T t1 t x t2 to f f c) i2
t
O
to n
t
图3-3 用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形 a） 电路图 b） 电流连续时 c） 电流断续时
11.1.2 升压斩波电路
1.升压斩波电路的基本原理
工作原理 假设L值很大，C值也很大 V通时，E向L充电，充电电流恒为I1， 同时C的电压向负载供电，因C值很 大，输出电压uo 为恒值，记为Uo 。 设V通的时间为ton ，此阶段L上积蓄 的能量为 EI1ton V断时，E和L共同向C充电并向负载 R供电。设V断的时间为toff，则此期 间电感L释放能量为 Uo - E I1toff 稳态时，一个周期T中L积蓄能量与 释放能量相等
11.1.2 升压斩波电路
电路分析
V 处 于 通 态 时 ， 设 电 动 机 电 枢 电 流 为 i1 ， 得 下 式
式中R为电机电枢回路电阻与线路电阻之和。
d i1 L Ri1 E M dt
t 1 - e
（3-27）
设i1的初值为I10，解上式得
i1 I10 e
（3-33）
I 20
T on - t EM e -e - T R 1- e
E e -a - e - m R 1 - e-
E R
（3-34）
11.1.2 升压斩波电路
与降压斩波电路一样，把上面两式用泰勒级数线性近似，得
a - m E I
R
（3-11）
合肥工业大学--电力电子技术--精品课程
100 80 基波 In/I*/% 60 40 20 3次 5次 7次
图4-6 电阻负载单相交流调压电路 基波和谐波电流含量
0
60
120 180
触发延迟角α/( °)
合肥工业大学电气工程学院电力电子技术精品课程项目组
12.1.1 单相交流调压电路
阻感负载的情况
电流谐波次数和电阻负载时相同，也只含3、5、7…等次谐波 随着次数的增加，谐波含量减少 和电阻负载时相比，阻感负载时的谐波电流含量少一些
合肥工业大学电气工程学院电力电子技术精品课程项目组
12.1.1 单相交流调压电路
利用边界条件：ωt = α +θ时io =0,可求得θ：
sin( α + θ − ϕ ) = sin( α − ϕ ) e
180
0 9° 9° ϕ= ° ° 75 75 ° 60 ° ° 45 45 ° ° 30 ° 30 ° 15 15° 0
λ=
P Uo I o Uo = = = S U1 I o U1 1 π −α sin 2α + 2π π
(4-4)
合肥工业大学电气工程学院电力电子技术精品课程项目组
12.1.1 单相交流调压电路
• 的关系: 输出电压与α的关系
移相范围为0≤ α ≤π。 α =0时，输出电压为最 大， Uo=U1。随α的增大，Uo降低， α =π时， Uo =0。
(n=3,5,7,…)
bn =
基波和各次谐波有效值
Uon = 1 2
2 2 an + bn
(n=1,3,5,7,…)
(4-13)
•
负载电流基波和各次谐波有效值
I on = Uon / R
(4-14 )
图4-6 电阻负载单相交流调压电路 基波和谐波电流含量
0
60
120 180
触发延迟角α/( °)
合肥工业大学电气工程学院电力电子技术精品课程项目组
12.1.1 单相交流调压电路
阻感负载的情况
电流谐波次数和电阻负载时相同，也只含3、5、7…等次谐波 随着次数的增加，谐波含量减少 和电阻负载时相比，阻感负载时的谐波电流含量少一些
合肥工业大学电气工程学院电力电子技术精品课程项目组
12.1.1 单相交流调压电路
利用边界条件：ωt = α +θ时io =0,可求得θ：
sin( α + θ − ϕ ) = sin( α − ϕ ) e
180
0 9° 9° ϕ= ° ° 75 75 ° 60 ° ° 45 45 ° ° 30 ° 30 ° 15 15° 0
λ=
P Uo I o Uo = = = S U1 I o U1 1 π −α sin 2α + 2π π
(4-4)
合肥工业大学电气工程学院电力电子技术精品课程项目组
12.1.1 单相交流调压电路
• 的关系: 输出电压与α的关系
移相范围为0≤ α ≤π。 α =0时，输出电压为最 大， Uo=U1。随α的增大，Uo降低， α =π时， Uo =0。
(n=3,5,7,…)
bn =
基波和各次谐波有效值
Uon = 1 2
2 2 an + bn
(n=1,3,5,7,…)
(4-13)
•
负载电流基波和各次谐波有效值
I on = Uon / R
(4-14 )
合工大第3章 组合逻辑电路 (1)
解：1）由题意进行逻辑抽象。
令特快为A、直快为B，慢车为C ；并以YA 代表允许特快进 出站，YB代表允许直快进出站，YC代表允许慢车进出站。
经过逻辑抽象，可列真值表： 2）写出逻辑表达式。 A B C 0 0 0 1 0 YA YB YC 0 0 0
YA A， YB AB， YC ABC
3）根据题意，变换成与非形式
YA A， YB AB， YC ABC
0
× × 1 0 0 1 × 0 1 0 0 1 0 0 1
设计例1
YA A， YB AB， YC ABC
4）画出逻辑电路图。
A
YA A 1 & 1
AB
YB
ABC YC
B
1
&
1
C
设计例 2
例2 设计一个表决电路，该电路输入为A、B、C，输出是Y。 当输入有两个或两个以上为1时，输出为1，其他情况输出 为0。用与非门设计该表决电路。 解：
3.3.1 编码器 (Encoder)的概念与分类
一、 4 线─2线普通编码器
（1） 逻辑图
& I0 1 ≥1 Y1 I1 1 &
输
输
I0 I1
Y1 Y0
I2
1
&
I2
≥1 Y0
入
I3 1 &
出
I3
（2）普通4 线─2线编码器逻辑框图 （3）逻辑功能表
I0 I1 I2 I3 Y0 Y1
4 输 入
二 进 制 码 输 出
Y0 Y1 Y2
YEX
Ys
15
⑴管脚定义
I 0 ～I 7 ：输入，低电平有效。优先级别依次为 I 7 ～I 0
合工大S12X单片机原理7
图8-5 A-D控制寄存器1
8.2 A-D转换模块寄存器
• A-D转换模块
图8-5 A-D控制寄存器1
• ETRIGSEL - External Trigger Source Select 外部触发源选择，12XS此位无效； • SMP_DIS - Discharge Before Sampling Bit，采样前放电控制位，0=No discharge 1 =discharge
0=No automatic compare
1= Automatic compare of results for conversion n of a sequence is enabled 对一个序列中第n次ATD转换结果进行比较，除CMPE[n]=1，还要完成如下设置： • 将比较阈值写入ATDDRn • 写ATDCPMHT的CMPHT[n]位选择比较方法 注：写ATDCMPE会终止当前转换序列
写ATD转换结果寄存器则CCF[n] 标志位清零（当比较功能被使能）
8.2 A-D转换模块寄存器
• A-D转换模块
图8-7 A-D控制寄存器3
S8C, S4C,S2C, S1C - Conversion Sequence Length
DJM - Result Register Data Justification 0=Left justified data in the result registers
先入先出模式下，不被初始化，当计数到最大值回最小值 非先入先出模式下，转换开始和结束时被初始化为0 两种模式下终止ATD转换或开始新ATD转换均被清零
8.2 A-D转换模块寄存器
ATD Status Register 2 (ATDSTAT2)
直流斩波电路
NCP1402SN50T1 1N5817 +5
NCP1402SN50T1是ONSEMI公司生产的高效率、低功耗升压型DC/DC转换器， 其内置PFM（脉冲频率调制）振荡器、PFM控制器、PFM比较器、软起动电路、 电压基准及MOEFET开关管，还具有限流电路。其输入电压范围为0.8V～5.5V， 输出为固定的5V电压，输出额定电流为200mA。 内 部 MOSFET 开 关 管 导 通 时 ， 管 脚 LX 连 接 的 47uH 电 感 进 行 储 能 ； 内 部 MOSFET开关管关断时，电感释放能量，在管脚OUT产生高于输入电压的+5V， 通过电容滤波，得到稳定输出电压。外接肖特基二极管，使输出电压不会反回至 输入端。
1 2
U
ref
R = 1 .2 5 1 + R
1 2
合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组
DC-DC变换 DC-DC变换
3.通过三极管变换
合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组
直流斩波电路分析
直流斩波电路（DC Chopper） • 将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电 • 也称为直接直流--直流变换器（DC/DC Converter） • 一般是指直接将直流电变为另一直流电，不包括直流—交流—直流 • 习惯上，DC—DC变换器包括以上两种情况，且甚至更多地指后一种情况 • 直流斩波电路的种类 • 6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk 斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路 • 复合斩波电路——不同基本斩波电路组合 • 多相多重斩波电路——相同结构基本斩波电路组合
（3-1）
合肥工业大学学生课表(微电子学院)
翠七教206于春华
下
午
5
6
马克思主义基本原理概论Ⅰ0002班（1-8周）翠六教103刘金
离散数学0001班（1—8周）
翠六教205汪荣贵
大学英语（2）0067班（4-14双周）三号机房高扬，高扬
软件技术基础0001班（1-8周）翠五教102易茂祥，毛剑波
形势与政策A（2）0027班（9-15单周）翠三教204崔景明
7
8
离散数学0001班（1—8周）
翠六教205汪荣贵
模拟电子线路0001班（1-14周）翠四教312刘士兴，刘平
晚
9
10
模拟电子线路0001班（1-14周）翠四教312刘士兴，刘平
电路分析基础0002班（1-14周）翠六教408杞宁
合肥工业大学学生课表
2014—2015学年第二/三学期
级别：2014学院：微电子学院班级：2014级本硕班
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
星Байду номын сангаас日
上
午
1
2
大学英语（2）0067班（3-16周）翠六教110高扬，高扬
高等数学B（2）0001班（1-16周）
翠七教206于春华
线性代数0018班（1-16周）
翠一教201许莹
电路分析基础0002班（1-14周）翠六教408杞宁
3
4
大学体育基础（2）135班（1-12周）风雨操场柴业宏
软件技术基础0001班（1-8周）翠五教102易茂祥，毛剑波
线性代数0018班（13-16周）
翠五教404许莹
大学物理B（1）0028班（1-16周）翠八教209王春华
高等数学B（2）0001班（1-16周）
下
午
5
6
马克思主义基本原理概论Ⅰ0002班（1-8周）翠六教103刘金
离散数学0001班（1—8周）
翠六教205汪荣贵
大学英语（2）0067班（4-14双周）三号机房高扬，高扬
软件技术基础0001班（1-8周）翠五教102易茂祥，毛剑波
形势与政策A（2）0027班（9-15单周）翠三教204崔景明
7
8
离散数学0001班（1—8周）
翠六教205汪荣贵
模拟电子线路0001班（1-14周）翠四教312刘士兴，刘平
晚
9
10
模拟电子线路0001班（1-14周）翠四教312刘士兴，刘平
电路分析基础0002班（1-14周）翠六教408杞宁
合肥工业大学学生课表
2014—2015学年第二/三学期
级别：2014学院：微电子学院班级：2014级本硕班
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
星Байду номын сангаас日
上
午
1
2
大学英语（2）0067班（3-16周）翠六教110高扬，高扬
高等数学B（2）0001班（1-16周）
翠七教206于春华
线性代数0018班（1-16周）
翠一教201许莹
电路分析基础0002班（1-14周）翠六教408杞宁
3
4
大学体育基础（2）135班（1-12周）风雨操场柴业宏
软件技术基础0001班（1-8周）翠五教102易茂祥，毛剑波
线性代数0018班（13-16周）
翠五教404许莹
大学物理B（1）0028班（1-16周）翠八教209王春华
高等数学B（2）0001班（1-16周）
合肥工大硕士论文：采用单片机实现两相异步电机的SVPWM控制
有权保 井粼 － ， 家有关部ｆ 机构 Ａ交论文的复印件 Ｉ 和ａ盘， 允许论文彼 裔阅和
Ｉ 。 ｆ 本入授权遭 矍ｘ 象 多 全邵 分雍 ＂ ： 塞 认 ｚ ７ ： 婴－ 或蓦 容夔弄 数舞 有关 疼进扮检 二可以采规影印、缩印或扫描ｗ复 ｌ ｗ ｏ ， 制攀段保ｒ、 ＊ 汇ｗ学位论文，
１交流电动机不存在因换向器圆周速度对速度的限制， ） 也不存在电 枢元件中 电抗电势数值的限制。 其转速可以设计得比 直流电 相同 机的转速更高， 因而单位
功率重量指标较高。一般直流电 机的单 位功率重量指标在 ５ｇｋ 以 而鼠 ｋｌｗ 上， 笼 式异步电动机仅在 （－１ ） ｋ之间。 ４ ， ｋｌｗ Ｓ ｇ ２交流电 ） 动机的电 压和电 数值都不受换向 制， 而其单机功率 枢电 流的 的限 因
采用单片机实现两相异步电机的Ｓ制两相逆变器一异步电动机的变频调
速系统， 该系统可以 广泛应用于小功率、 调速运行的 宽 场合。 研究完成两相 本项 逆变器的设计， 并组成了 试验用的 两相逆变器一异步电 动机系统。 系统是 一个转 速开环的变频调速系统，由 单片机机控 路、功率驱 制电 动电 逆变器主电 路、 路、
调速传动一直占 主导地位。 然而， 近年来， 随着电力电子电力传动技术的迅速发 展， 用交流电机调速传动系统代替直流电 机调速传动系统以 成为可能。 从能源 自
问题引起世界各国的普遍重视以来， 在电力传动系统中如何节能自 然也成为重要
的课题。 因此电动机有相当一部分时间处于轻载运行工况， 因此电动机的效率很 低， 造成能源浪费。 如果电 机能按负载要求的最佳转速运行， 则所提高的效率是
Ｋ ｙ ｏｄ： －ｈｓ ｉ ｅｔ －ｄ ｏ ｈｓ ｉ ｕｔｎ ｏ ｒｍ ｄｌｅ ｉ ｅｗ ｒｓｔｏ ａ ｎ ｒ ｒｅ ， － ａ ｎ ｃｏ－ ｔ ， ｕ ｔ ｒｔ， ｗ ｐ ｅ ｅ ｆ ｔ ｐ ｅ ｉ ｍ ｏ ｏ ａ ａｏ ｖ ｗ ｄ ｃｒ ｅｗ ｖ ｒ ｉ ｔ ｑｅ ｓ ｉ ｔｎ ａｒｒ ｅ ｏ ｏ ｕ ｐｌａｏ ｉ ａ ａ ， ｕ ｔ ｒ ａ
Ｉ 。 ｆ 本入授权遭 矍ｘ 象 多 全邵 分雍 ＂ ： 塞 认 ｚ ７ ： 婴－ 或蓦 容夔弄 数舞 有关 疼进扮检 二可以采规影印、缩印或扫描ｗ复 ｌ ｗ ｏ ， 制攀段保ｒ、 ＊ 汇ｗ学位论文，
１交流电动机不存在因换向器圆周速度对速度的限制， ） 也不存在电 枢元件中 电抗电势数值的限制。 其转速可以设计得比 直流电 相同 机的转速更高， 因而单位
功率重量指标较高。一般直流电 机的单 位功率重量指标在 ５ｇｋ 以 而鼠 ｋｌｗ 上， 笼 式异步电动机仅在 （－１ ） ｋ之间。 ４ ， ｋｌｗ Ｓ ｇ ２交流电 ） 动机的电 压和电 数值都不受换向 制， 而其单机功率 枢电 流的 的限 因
采用单片机实现两相异步电机的Ｓ制两相逆变器一异步电动机的变频调
速系统， 该系统可以 广泛应用于小功率、 调速运行的 宽 场合。 研究完成两相 本项 逆变器的设计， 并组成了 试验用的 两相逆变器一异步电 动机系统。 系统是 一个转 速开环的变频调速系统，由 单片机机控 路、功率驱 制电 动电 逆变器主电 路、 路、
调速传动一直占 主导地位。 然而， 近年来， 随着电力电子电力传动技术的迅速发 展， 用交流电机调速传动系统代替直流电 机调速传动系统以 成为可能。 从能源 自
问题引起世界各国的普遍重视以来， 在电力传动系统中如何节能自 然也成为重要
的课题。 因此电动机有相当一部分时间处于轻载运行工况， 因此电动机的效率很 低， 造成能源浪费。 如果电 机能按负载要求的最佳转速运行， 则所提高的效率是
Ｋ ｙ ｏｄ： －ｈｓ ｉ ｅｔ －ｄ ｏ ｈｓ ｉ ｕｔｎ ｏ ｒｍ ｄｌｅ ｉ ｅｗ ｒｓｔｏ ａ ｎ ｒ ｒｅ ， － ａ ｎ ｃｏ－ ｔ ， ｕ ｔ ｒｔ， ｗ ｐ ｅ ｅ ｆ ｔ ｐ ｅ ｉ ｍ ｏ ｏ ａ ａｏ ｖ ｗ ｄ ｃｒ ｅｗ ｖ ｒ ｉ ｔ ｑｅ ｓ ｉ ｔｎ ａｒｒ ｅ ｏ ｏ ｕ ｐｌａｏ ｉ ａ ａ ， ｕ ｔ ｒ ａ
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Rf R1
(ui2
ui1)
可见，输出等于两输入量之差，称为减法器。
例11-12 如图所示的含理想运算放大器电路中，在t≥0时，
输入信号ui(t) = 10et/τ (mV)，其中，τ = 5104 s，电容
解 上起始电压为零，试用S域法求输出电压uo(t)。
ui(t) = 10et/τ
•
I2
•
U1
y
P1
•
U2
1.
已知P1的传输参数T1为T1 NhomakorabeaA C
B D
求方程
U• •
1
T
U•
2 •
中的T.
I1
I 2
解由
y
得
T2
1
y
0 1
则
A B TT2T1yA C yB D
•
2. 已知P1的传输参数T1为 • I 1
A B
U1
P1
T1 C D
求方程
U• •
1
T
U•
2 •
中的T.
+
(a) 电路符号
Ri为输入电阻
Ro为输出电阻
u- _ uo
u+ +
Ro +
Ri
+
_A(u+ u-)
uo
_
(b) 等效电路
电压放大作用
同相输入端输入电压u+，反相输入端输入电压u，
A为运放的开环电压增益(可达百万倍)，
u+ u为差动输入电压。
输入输出关系
a
u- _
_
A
ud
+
u+ + +
uo
b
输入输出关系的特性曲线
③反向饱和区： ud<- ε , 则 uo= -Usat
（2）理想运算放大器
u i
+
uo
u+ i+ +
元件符号
理想化运算放大器满足: A ， Ri ，Ro 0。
1) 此时，由于A ， 且输出uo为有限值，
则输入：u+ u = 0；
2) 又由于Ri ，
所以有i+ = i = 0。 虚短路
应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。
隔离作用 例
+ R1
u_1
R2
+
u RL
u2
_
R1R2R2u1
2
R1
+
ui _
R2
_
+ +
+
RL u2
_
u2R1R 2R2u1
可见，加入跟随器后，隔离了前后两级电路的相互影响。
电路分析
if
R
C
i1
因为u = u+ = 0
ui
i1
C
dui dt
if
i
i+ +
Uoc2 U2I10,I20 ——二端口两端均开路时22‘ 端的开路电压
U U 1 2 z z1 2 1 1 z z1 2 2 2 II1 2 U U o o c c1 2 Z II1 2 U U o o c c1 2
UZI Uoc
例11-9
求如图所示含源 二端口网络的流控型 伏安关系。
if = i1 + i2 + i3
所以
uuo ui1ui2ui3
Rf
R1 R2 R3
输出
uo
Rf
uRi11
ui2 R2
uRi33
当R1 = R2 = R3 = R时，可得 uoRRf (ui1ui2ui3)
电路分析
+ u_i
_
+ +
+ 电压跟随器 uo _
特点：
① uo= ui ; ② 输出阻抗为零； ③输入阻抗无穷大.
2、同相放大器
R1 i1 if Rf
i
+ i+ +
+
ui_
同相放大器
uo R1i1Rfif (R1Rf )i1
(R1Rf )
ui R1
(1Rf R1
)ui
uo
u ui
同相放大器的电压增益
Au
uo ui
1 Rf R1
此时，输出信号uo与输入信号ui同相，上式表明同 相放大器电压增益总是大于或等于1。
uo=A(u+- u-)=Aud uo= - Au- (u+=0, 反相）
uo=Au+（ u-=0,同相）
设在 a,b 间加一电压 ud =u+-u-， 则可得输出uo和输入ud之间的转 移特性曲线如下：
uo Usat
近似特性 实际特性
-ε
Oε
ud
-Usat
三个区域：
①线性工作区：
②正向饱和区： ud > ε, 则 uo= Usat
电路分析
i- _ Ri u+ i+ + +
+
u+= u -= ui i+= i-= 0
+
ui _
uR2 R1
uo _
(uo-u-)/R1= u-/R2 uo =(1+ R1/R2) ui
同相比例器
电路分析
加(减）法器
因为u = u+ = 0，所以
i1uRi11,i2uRi22,i3uRi33
又因为i = 0，则
章节内容(2)
11.5 含源二端口网络 11.6 运算放大器电路 11.7 回转器和负阻抗变换器 11.8 应用
11.5 含源二端口网络
1、含源二端口流控型伏安关系
U1z11I1z12I2 Uoc1 U2 z21I1z22I2 Uoc2
z11、z12、z21、z22 —— 二端口内部独立电源置零时网络Z参数 Uoc1U1I10, I20 ——二端口两端均开路时11' 端的开路电压
解： 将网络内部独立源置零，
求得其Z参数矩阵为
Z
3 1
1 6
11' 端电压 U o c 1 U 1I1 0 ,I2 0 1 (2 1 ) 2 7V
22' 端电压 U oc2U 2I1 0,I2 01123V
流控型伏安关系为：
U1 U2
3I1 I2 I1 6I2
7 3
练习
•
I1
•
I '1
+
uo
uo R if
uo
RCdui dt
微分器电路
输出uo等于输入ui的微分
例11-11 求图示电路输出电压uo与输入电压ui1、ui2之间的关系.
解 图示电路中，
由i+ = 0，可得
u
Rf R1 Rf
ui2
又由i = 0，可得
ui1u u uo
R1
Rf
又因为u= u+，消去u、u+解得
uo
I1
I 2
解由
z
得
T2
1 0
z
1
则
A AzB TT1T2C CzD
•
I2
•
U2
11.6 运算放大器的电阻电路
( Operational Amplifier )
重点： 掌握含运算放大器电路的分析方法。
11.6.1、多端元件
i1 i2 i3 0 u12 u23 u31 0
三端电路元件
多
端
电
路
元
件
ik0, uk0
k
k
11.6.2 运算放大器的电路模型
1、实际元件
有源器件
多端: 输入/输出端，还有其它如电源、
调零端、接地端等端钮。
一个常用的8脚双列直插式封装的单集成 运放及其管脚图如图所示。
高电压增益、高输入电阻和低输出电阻 的放大电路 。
2、运算放大器特性
（1）实际运放
u
A
+
u+
虚开路
11.6.3 含理想运算放大器电路
1、反相放大器 A
因为 ui u u uo
R1
Rf
u = u+ = 0
所以 u i u o R1 Rf
Au
uo ui
Rf R1
可见，输出信号uo与输入信号ui 反相 。 电压增益仅由外接电阻Rf与R1之比决定， 称为反相比例运算电路。
闭环 电压增益