北京大学：《电路分析原理 Circuit Analysis》课程教学资源（教案讲义）第六章双口网络第三节有端接的双口网络第七章链式网络与传输线第一节传输线

第三节有端接的双口网络有端接情形下的双口网络，双口网络分析与应用。第七章：链式网络与传输线第一节传输线链式网络: 传输线, 均匀无耗传输线

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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

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

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 = ∫

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