本讲内容 §6-1双口网络参量与联接 §6-2Z参量、Y参量、H参量、G参量、A参量 §6-3有端接的双口网络 《电路分析原理》 输入阻抗,输出阻抗,传递函数 第六章:双口网络分析方法 §6-4双口网络分析应用 第三讲 1。运放电路分析2。三极管电路分析 2009-11-26 §7-1传输线:昨天、今天和明天轻松松的听敏事 §7-2链式网络与传输线(轻轻松松的听概念) §7-3均匀无耗传输线(认认真真的学要点 §7-4传输线的阶跃响应 电路分析原理之下篇一方法的应用 电路分析原理之下篇一方法的应用 电路分析方法 运算放大器 复数方法、变换域方法 均匀无耗传物线 网络分析方法、网络定理、 极管电路 方法的分→送加分解等效 复教方法、拉氏变换 →方程图解等效 网络分析方法、网络 极管电路 等效的方法 集成运算放大器: 集成运算放大器: 真空 半导体集成 大规模 真空 半导体集成 大规模 器件 器件电路 集成电路 器件电路 集成电路 1904 1959 第一个运算放大器: 运算放大器: 二战期间19408, John Ragazzini等 为美国研制模拟计算机时,用 一个三端(→双口)的电子集成 模块,其基本特性表现为一个电 真空管制成 是一个有源器件,用于完成加减乘 压控制电压源。甚本功能是实现 差分信号的放大 除,微分,积分等数学运算
1 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 第 ？讲： 复习 北京大学 北京大学 《电路分析原理》 第六章：双口网络分析方法 第三讲 2009-11-26 兴趣 认真 执著 创新 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 §6-1 双口网络参量与联接 §6-2 Z参量、Y参量、H参量、G参量、A参量 §6-3 有端接的双口网络 输入阻抗,输出阻抗, 传递函数 §6-4 双口网络分析应用： 1。运放电路分析 2。三极管电路分析 §7-1 传输线：昨天、今天和明天(轻轻松松的听故事) §7-2 链式网络与传输线(轻轻松松的听概念) §7-3 均匀无耗传输线(认认真真的学要点) §7-4 传输线的阶跃响应 本讲内容 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 电路分析原理之下篇---方法的应用 复数方法、变换域方法 网络分析方法、网络定理、 等效的方法 电路分析方法 方法的分类: Æ迭加,分解,等效 Æ方程,图解,等效 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 电路分析原理之下篇---方法的应用 ＃ 运算放大器 ＃ 均匀无耗传输线 ＃ 二极管电路 ＃ 三极管电路 等效、 Ｇ参量 路的分析方 法，A参量 分段线性、 等效建模 H参量、 Z参量 复数方法、拉氏变换 网络分析方法、网络定理、 等效的方法 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运算放大器： 真空 器件 1904 半导体 器件 1948 1959 集成 电路 1974 大规模 集成电路 第一个运算放大器： 二战期间1940s,John Ragazzini等 人，为美国研制模拟计算机时，用 真空管制成。 是一个有源器件，用于完成加减乘 除，微分，积分等数学运算。 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运算放大器： 真空 器件 1904 半导体 器件 1948 1959 集成 电路 1974 大规模 集成电路 运算放大器： 一个三端（Æ双口）的电子集成 模块，其基本特性表现为一个电 压控制电压源。基本功能是实现 差分信号的放大
集成运算放大器:三端(→双口) 集成运算放大器的符号和等效电路: v 迁环增益 L>.=AV,=A(V,V) 集成运放的符号 符号2 负饱和区性区正饱和区 集成运算放大器的符号和等效电路 集成运算放大器的符号和等效电路: v。=AV=A(v,-v) v。=Av=A(v.-v) 例: 原来没什么大不了的 ②我可以分析④ 理想运放 Z:=∞ AVi 理想运放特性 集成运放的应用举例:反相放大 z=∞V。=AV=A(.-V) 计算电压传递函效H=V2/V4 和輪入阻抗Zn 口方法1:用等效电路 口虚斷 由节点①处的KCL方程得 因为z;=∞,两个输入端为近似断路,故有;I≈0 ILv2-AV 口虚短 计算电压传递2 因为A→∞,故有:V≈0,或V Zs H=v2/V,=Ao 口虚地 也ˇ VI-AVOD 2输入阻抗: 若有一个输入端接地,因为Ⅴ≈0 环增益 (V,-V,/Z 则另一个输入端近似接地 当 时 开环增益
2 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运算放大器：三端（Æ双口） + - V+ V- Vo + - V+ V- Vo Vi = (V+ − V−) + - V+ V- Vo 集成运放的符号 - Vi + + - V+ V- Vo 符号2 + - A + A 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运算放大器的符号和等效电路： Vi Vo Uopp -Uopp 负饱和区 线性区 正饱和区 + - V+ V- Vo - Vi + + - Vo = AVi = A(V+ − V−) 开环增益 A + - Vo - - Vi + + + - AVi 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运算放大器的符号和等效电路： + - V+ V- Vo + - Vo + - + - - Vi + AVi Vo - - + - Vi + + Zi Ro AVi Vo = AVi = A(V+ − V−) 理想运放 Zi =∞ Ro=0 A→∞ - Vi + A 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运算放大器的符号和等效电路： + - V+ V- Vo Vo = AVi = A(V+ − V−) 例： - Vi + V2 + - + - Zf Vs + - ZL V1 A 哈，原来没什么大不了的 ☺我可以分析☺ *** V2 + - Vs + - ZL V1 + - -AV1 Zf Zi Zo 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 理想运放特性 + - V+ V- Vo + - Vo + - + - - Vi + AVi Vo = AVi = A(V+ − V−) - Vi + A Zi =∞ Ro=0 A→∞ 因为Zi =∞，两个输入端为近似断路，故有：Ii ≈0 因为A→∞，故有： Vi ≈0，或V+≈V- 若有一个输入端接地，因为Vi ≈0， 则另一个输入端近似接地。 虚断 虚短 虚地 *** 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 ; Z -Z H s f ≈ Zin ≈ Zs 集成运放的应用举例：反相放大 方法1：用等效电路 - + Zf - + V1 V2 I1 I2 + - - AV1 ZS VS + - ZL ① 由节点①处的KCL方程得 s f f s 1 (1 A)Z Z Z V V + + = V2 + - + - Zf Vs Zs + - ZL V1 ① 计算电压传递函数 H = V2/Vs = A0 s 1 s s in (V V )/Z V Z − = 输入阻抗： 计算电压传递函数 和输入阻抗 H = V2/Vs Zin V2 = - AV1 当A→∞时 闭环增益 开环增益
集成运放的应用举例:反相放大 集成运放的应用举例:同相放大 口方法2:利用理想运放特性 (虚短虚断) 坐反相方鱼他 另外,虚断 v≈0 I≈0 v 由此易得 所以 A。=V/V、=1 z 同时 Z 集月 成运放的应用举例:模拟运算(差分比例) 集成运算放大器:举例 F2了,对于同相情号的增益为 例1 对于反相端值号v1的增益为 总输出信号为 R∥R2 Av2+A。Vv p329,10.16: IR R3-(n-1)R1 集成运放的应用举例:模拟运算(求和) 集成运放的应用举例:模拟运算(积分与微分) 此时 反相求和 V1激励出:va1=-V1 V2激励出:V。2=-V2 因此:v(s)=v(s)/Rcs 1:即M=Va+Va2=(w+V2) r:V,()=Rc! V(r)dr+V(o) ±V1激励出 回忆拉变换的微积分性f(t)=F(5) v。=va1+va2=M1+V2 rf(thdt=FIS)f(t)=sF(s)-f(o
3 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运放的应用举例：反相放大 方法2：利用理想运放特性 （虚短虚断） 因为正极接地，所以运放 反相端①为虚地，即： 由此易得 s f s 2 O Z -Z V V A = ≈ Zin ≈ Zs V2 + - + - Zf Vs Zs + - ZL V1 ① V1 ≈ 0 I- ≈ 0 f 2 1 s s 1 Z -V I Z V I = = *** 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运放的应用举例：同相放大 虚短： V- ≈ V+ = Vs 另外，虚断： o f - V Z Z Z V + = Z Z A V /V 1 f o = o s = + 所以 Z in ≈ ∞ 同时 Vo + - + - Z Zf - Vs + *** 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运放的应用举例：模拟运算（差分比例） 运用迭加定理 Vo + - + - Z Zf - V1 + - + Z’ Zf V2 ’ 对于同相端信号V2的增益为： ) Z Z (1 Z' Z Z A f ' f ' f 0 + + = + 对于反相端信号V1的增益为： Z Z A f 0 = − − 总输出信号为： V A V A V ... 0 = o 2 + o 1 = + − 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运算放大器：举例: Vo + - + - Rf - V2 + V3 R2 V1 R1 Rf3 R3 - + - + 3 3 f3 f3 1 2 f 2 2 f 1 1 f 0 V R R R R R R V R R V R R V + = − − + + ) // (1 例1: 例2: pp329,10.16: 3 1 1 3 0 i in R -(n-1)R R R V / V = n, R = 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运放的应用举例：模拟运算（求和） Vi1激励出： 故 Vo = Vo1 + Vo2 = Vi1 + Vi2 Vo + - Vi1 + - 同 2R1 相 求 和 R1 Vi2 R R R - + - + V ,... 3R/2 R/2 ) R 2R V (1 i1 1 1 o1 = + 即 Vo = Vo1 + Vo2 = −(Vi1 + Vi2) Vi1激励出： Vo1 = −Vi1 Vi2激励出： Vo2 = −Vi2 Vo + - + - 反 R 相 求 和 R Vi1 Vi2 R + - + - 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运放的应用举例：模拟运算（积分与微分） Vo + - + + - Vi - 积 R C 分 电 路 此时：Zf=1/Cs; Zi =R 因此：Vo(s)=- Vi (s)/RCs 即 − = + ∫ τ τ t o io 0 1 V (t) V ( )d V (0) RC 回忆拉氏变换的微积分性：如果 () ( ) ( ) 0- f' t = sF s − f 那么： ft Fs ( ) = ( ) ( ) ( ) s F s f t dt t 0 = ∫
集成运放的应用举例:模拟运算(积分与微分) 集成运算放大的符号和等效电路:动小结 此时:z=R;z1=1/cs 大因此:v(s)=v(s)Rcs v。=AV=A(v.-V) 即 9"ˇ(e=Rcv( 回忆拉氏变娘的微积分性:如果 f(t)=F(s) AVi 那么 Tf(t)dt:Fs) f(t)=sF(s)f(o 國取中 含运放电隋的分析方法1等效电路 理想运放特性 三小结 V=AV=A(V-v Tea break/ AV 口虚断 因为z1=∞,两个输入端为近似斷路,敞有:I≈0 口虚短含运放电路的分析方法2:理想运放特性 因为A→∞,故有:V≈0,或V≈V 作业 口虚地 6-30, 着有一个输入端接地,因为v≈0 10-2,8,16 则另一个输入端近似接地
4 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运放的应用举例：模拟运算（积分与微分） 此时：Zf=R; Zi =1/Cs 因此：Vo(s)=- Vi (s)RCs 即 Vo(t) = −RCV'i(t) Vo + - + Vi - + - 微 C R 分 电 路 回忆拉氏变换的微积分性：如果 ( ) () ( ) 0- f' t = sF s − f 那么： ft Fs ( ) = ( ) ( ) ( ) s F s f t dt t 0 = ∫ 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 集成运算放大器的符号和等效电路： + - V+ V- Vo + - Vo + - + - - Vi + AVi Vo - - + - Vi + + Zi Ro AVi Vo = AVi = A(V+ − V−) - Vi + A *** 不理想 理想 小结 V2 + - + - Zf Vs + - ZL V1 V2 + - Vs + - ZL V1 + - -AV1 Zf Zi Zo V2 + - Vs + - ZL V1 + - -AV1 Zf Zi Zo 含运放电路的分析方法1：等效电路 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 理想运放特性 + - V+ V- Vo + - Vo + - + - - Vi + AVi Vo = AVi = A(V+ − V−) - Vi + A Zi =∞ Ro=0 A→∞ 因为Zi =∞，两个输入端为近似断路，故有：Ii ≈0 因为A→∞，故有： Vi ≈0，或V+≈V- 若有一个输入端接地，因为Vi ≈0， 则另一个输入端近似接地。 虚断 虚短 虚地 *** 含运放电路的分析方法2：理想运放特性 小结 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 北京大学 Tea break！ Tea break！ 作业: 6-30, 10-2, 8, 16 作业: 6-30, 10-2, 8, 16
