西安电子科技大学电路基础课件第
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西安电子科技大学 模电课件 第2章 集成运算放大器的线性应用基础
[例4] 测量放大电路如图所示，求输出电压uo。
u-1 = ui1 u-2 = ui 2
ui1
ix
+
RX
A1
uo1
R3 R4
R1 R2 R3
A2
+
A1
uo
ix =
ui1 - ui 2 Rx
ui2
+
R4
uo2
uo1 - uo 2 = ix ( R1 R2 Rx ) =
uo = R4 R3 (uo1 - uo 2 ) = R4 R3
C ui
ic
·-
if
uo
+
uo (t ) = - RC
dui (t ) dt
可见，输出电压和输入电压的微分成正比。
微分器的高频增益大。如果输入含有高频噪声的话， 则输出噪声也将很大，而且电路可能不稳定，所以微分 器很少有直接应用。 在需要作微分运算时，通常用积分器间接来实现。 例如，解如下微分方程：
d u o (t ) dt
2
10
d u o (t ) dt
2 u o (t ) = u i (t )
d u o (t ) dt
u o (t ) =
=
[ u i ( t ) - 10
d u o (t ) dt
- 2 u o ( t )] dt
u i ( t ) dt - 2 u o ( t ) dt - 10 u o ( t ) dt
第2章 集成运算放大器的线性应用基础
2.1 集成运算放大器的符号、模型和电压传输特 性
2.2 负反馈下的集成运算放大器
2.3 集成运算放大器构成的模拟信号运算电路
西安电子科技大学《电路基础》课件
1 2
t8d
0
4t
1 2
18 d
0
1 2
t0 d
1
u(1) 0
4
u(3)
1 2
u(4)
t 4 d
3
1 2
4 t 0d
4
2(t 3) u(4)
2(t 6
1)
,0 t 1s ,1 t 3s ,3 t 4s
量。电容不能产生能量，因此为无源元件。
第 4-14 页
储能 对功率从-∞到 t 进行积分，即得t 时刻电容上的储能：
p(t) u(t)i(t) Cu(t) du(t) dt
t
u (t )
西 安
wC (t)
p( )d
Cu( )du( )
u ( )
电 子
1 Cu2 (t) 1 Cu2 ()
第 4-26 页
西 安 电 子 科 技 大 学
图 2 滤波电感(该电感用于电子整流器或电子节 能灯中差摸与共摸方式的射频干扰的抑制)。
mmH 技术参数: 电容量(pf): 红色 : Cmin ≤1.0pf Cmax ≥5pf , 黄 色 : Cmin ≤1.8pf Cmax ≥10pf , 绿 色 : Cmin ≤2.5pf Cmax ≥18pf ,Q 值 :≥500, 绝 缘 电 阻 :500(MΩ) , 耐 电 压:100(V.DC),
电容(capacitor)是一种储存电能的元件, 它是实际电容器的
西 理想化模型。电容器由绝缘体或电解质材料隔离的两个导体组
安 电
电路理论基础第四章西安电子科技大学出版社
a11x1′ + a12 x2′ + L + a12b x2′ b = c1′
⎫
a21x1′ + a22 x2′ + L + a22b x2′ b = c2′
⎪ ⎪
LL
⎬ ⎪
a2b1x1′ + a2b 2 x2′ + L + a2b 2b x2′ b = c2′ b ⎪⎭
a11x1′′ + a12 x2′′ + L + a12b x2′′b = c1′′
N
i =0
a +
ubo-c
N0
i a+ u
b-
R eq
=
u i
方法2： uoc 的求法同前；令网络 N 端口短路，求出其短
路电流 isc ，则有 R eq = u oc i sc 。
证明：
a
a
N
isc
b
uoc
Req isc
b
R eq
=
u oc i sc
方法3：求出网络 N 的端口VAR，画出
由电压源与电阻串联而成的等效电路。
例1：求图示电路的戴 维南等效电路。
解法1：
2Ω 2V
a
2Ω - 4V + I
2I b
2Ω 2V
I=0a
2Ω - 4V +
2I
+ U- ObC
U OC = 4 − 2 = 2 (V )
将原网络内部独立源置零，得：
a 设 I 已知，有
2Ω
2Ω
I+
U
2I
-b
U = 2I + (2I + I ) × 2 = 8I
西安电子科技大学-电路基础PPT课件
作 （2）而对于电视天线及其传输线来说，其工作频率为108Hz的
数量级，如10频道，其工作频率约为200MHz，相应工作波长为
1.5m，此时0.2m长的传输线也是分布参数电路。
第 1-7 页
.
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7
1.1 引言
2、 线性电路(linear circuit)与非线性电路(nonlinear circuit)
西
安 电
子 科
若描述电路特性的所有方程都是线性代数或微积
技 大
分方程，则称这类电路是线性电路；否则为非线性电
学 电
路。
路
与
系 统
非线性电路在工程中应用更为普遍，线性电路常
多 媒
常仅是非线性电路的近似模型。但线性电路理论是
体 室
分析非线性电路的基础。
制
作
第 1-8 页
.
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8
1.1 引言
1、 集中参数电路(lumped circuit)与分布参数电路(distributed circuit)
如果实际电路的几何尺寸l 远小于其工作时电磁波
西 安
的波长λ，可以认为传送到电路各处的电磁能量是同时
电 子
到达的，这时整个电路可以看成电磁空间的一个点。
科 技
因此可以认为，交织在器件内部的电磁现象可以分开考
子 科 技
如电阻器、灯泡、电炉等，可以用理想电 阻来反映其消耗电能的这一主要特征；
大
学
电 路
②理想电容元件：只储存电能，
与 系
如各种电容器，可以用理想电容来反映
统 多
其储存电能的特征；
西安电子科技大学电路基础共74页PPT
谢谢！Байду номын сангаас
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
西安电子科技大学电路基础
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
西安电子科技大学《电路基础》课件第1章n111
• 2、电压的参考极性可任意指定，一般用“+”、
“-”号在电路图中标出，有时也用双下标表示， 如uab表示a端为“+”极，b端为“-”极。
• 3、电路图中不标示电压/电流参考方向时，说
明电压/电流参考方向与电流/电压关联。
• 4、大小和方向均不随时间变化的电流和电压称 为直流电流和直流电压，可用大写字母I和U表示。
型
3、 实际电路的功能
实际电路种类繁多，功能各异。电路的主要作 用可概括为两个方面：
① 进行能量的传输与转换；
如电力系统的发电、传输等。
②实现信号的传递与处理。
如电视机、通信电路等。
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•1.2 电路变量 • 三、电功率(power)
1、功率的定义 • 单位时间电场力所做的功称为电功率，即：
•简称功率，单位是瓦[特]（W）。
• 2、功率与电压u、电流i的关 • 系 如图(a)所示电路N的u和i取关联 方向,由于i = d q/dt，u = dw/dq，故电路 消耗的功率为
3、功率的计算
• 利用前面两式计算电路N消耗的功率时，
•①若p>0，则表示电路N确实消耗（吸收）功率；
•②若p<0，则表示电路N吸收的功率为负值，实质 上它将产生（提供或发出）功率。 •由此容易得出，当电路N的u和i关联（如图 a），N产生功率的公式为 •p(t) = - u(t) i(t) •当电路N的u和i非关联（如图a） ，则N产生 功率的公式为 •p(t) = u(t) i(t)
“-”号在电路图中标出，有时也用双下标表示， 如uab表示a端为“+”极，b端为“-”极。
• 3、电路图中不标示电压/电流参考方向时，说
明电压/电流参考方向与电流/电压关联。
• 4、大小和方向均不随时间变化的电流和电压称 为直流电流和直流电压，可用大写字母I和U表示。
型
3、 实际电路的功能
实际电路种类繁多，功能各异。电路的主要作 用可概括为两个方面：
① 进行能量的传输与转换；
如电力系统的发电、传输等。
②实现信号的传递与处理。
如电视机、通信电路等。
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•1.2 电路变量 • 三、电功率(power)
1、功率的定义 • 单位时间电场力所做的功称为电功率，即：
•简称功率，单位是瓦[特]（W）。
• 2、功率与电压u、电流i的关 • 系 如图(a)所示电路N的u和i取关联 方向,由于i = d q/dt，u = dw/dq，故电路 消耗的功率为
3、功率的计算
• 利用前面两式计算电路N消耗的功率时，
•①若p>0，则表示电路N确实消耗（吸收）功率；
•②若p<0，则表示电路N吸收的功率为负值，实质 上它将产生（提供或发出）功率。 •由此容易得出，当电路N的u和i关联（如图 a），N产生功率的公式为 •p(t) = - u(t) i(t) •当电路N的u和i非关联（如图a） ，则N产生 功率的公式为 •p(t) = u(t) i(t)
西安电子科技大学电路基础课件第
多 媒
电路端口VAR的6组不同的方程
体
室
制
作
第一二三四五六种 组合
自 自 自 自 应 应 应 自变 变 变 变 变 变 变 U 变 U IU I变 U IU U 1 1 I1 1 1 2,1 1 1 ,1 ,,U 2 U ,, I,I 量 ,IU II量 2 2 2 I量 量 I2 量 2 量 I2 1 量 量 量 2 2 2 量 1 U U II 1 2 1 2 U I U II U U 2 1 1 2 2 a 1 a b 2 1 b 2 1 2 1 y U y g U U g 1 h U 1 1 h 1 1 2 1 z z 2 1 2 1 2 1 U 2 1 U U 1 1 U 1 I I1 1 I1 I1 1 1 1 1 a b a b 2 1 2 1y h y h g z g z 2 (2 (2 1 (2 (1 2 2 1 2 2 U U U 2 II2 2 2 II2 I2 I2 2 2 1 2 1 2 2 2 2 ))
第 8-4 页
精选ppt课件
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4
一、 Z参数方程和Y参数方程
1、开路参数
西
I1
I2
安
电 子
（1）Z方程
科
I 1
U1
二端口电路N
U2
I 2
技 大
由叠加原理有
学
电 路 与 系 统 多
U1 z11I1 z12I2 U2 z21I1 z22I2
称二端口电路N的 Z方程
媒
体 室
z11、z12 、 z21 、 z22称Z参数。
8.1 二端口网络的方程与参数
一、Z参数方程和Y参数方程
西 安
二、A参数方程
西安电子科技大学《电路基础》课件第5章
西 安 电 子 科 技 大 学 电 路 与 系 统 多 媒 体 室 制 作
1、微分方程的经典解法 一阶和二阶微分方程一般形式为
y’(t) + ay(t) = bf (t) （1） ， y”(t) + a1y’(t) + a0y(t) = b0f (t) （2）
线性常系数微分方程的解由两部分组成： y(t) = yh(t) + yp(t) 即：完全解 =齐次解（通解）+ 特解 齐次解 yh(t) ：其函数形式取决于微分方程的特征根。 一阶微分方程，其特征方程为 s + a = 0，特征根为s = -a，故
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西 安 电 子 科 技 大 学 电 路 与 系 统 多 媒 体 室 制 作
需要根据给定的初始条件确定微分方程解中待定常数K。由 于电路响应指电压和电流，故相应的初始条件为电压或电流的初 始值，即在t = t0时刻的值u(t0)、i(t0)。 其中电容电压uC和电感电流iL的初始值uC(t0) 、 iL(t0)由电路的 初始储能决定，称为独立初始值或初始状态。其余电压电流的初 始值称为非独立初始值，它们将由电路激励和初始状态来确定。 1、换路定律
（1）换路
* 开关的闭或开动作； * 元件参数突变； * 电源数值突变；
统称为“换路”
电路的初始时刻一般认为是换路时刻。设换路时刻为t = t0，则 换路前瞬间为：0 = lim (t0 ε ) 换路后瞬间为：t0+ = lim (t0 + ε ) t
ε →0 ε >0 ε →0 ε >0
解微分方程所需要的初始值？
一、动态电路方程的建立 二、微分方程的经典解法 5.2 电路的初始值 一、独立初初始值 二、非独立初始值 5.3 一阶电路的零输入响应 与时间常数 5.4 一阶电路的零状态响应
电子科技大学《电路分析基础》精品课件
WC (t)
1 2
C
u2 (t)
iL (0 ) iL (0 )
WL (t)
1 2
Li2 (t)
最新 PPT
必作习题：第264页 习题七：7 – 2 7 – 3 最新 P2P0T 02年春节摄于成都人民公园
9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。20.9.2 020.9.2 0Sunday , September 20, 2020
图7－15 例7－5
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解：根据图7－15(b)波形的具体情况，按照时间分段来进 行计算 1.当t0时，i(t)=0，根据式7－17可以得到
u(t) L di 5 106 d(0) 0
dt
dt
2.当0t3s时，i(t)=2103t，根据式7－17可以得到
u(t) L di 5 10 6 d(2 103t) 10 10 3 V = 10mV
最新 PPT
例7-7 图7-17(a)所示电路的开关闭合已久，求开关在t=0断 开时电容电压和电感电流的初始值uC(0+)和iL(0+)。
图7-17
最新 PPT
解：由于各电压电流均为不随时间变化的恒定值，电感相
当于短路；电容相当于开路，如图(b)所示。
此时
iL (0 )
10V 4 6
1A
uC (0
2.当0<t<1s时，u(t)=1mV，根据式7－18可以得到
iL (t)
1 L
t
u( )d
iL (0)
2 103
t
10
3
d
0
2tA
2tA
0
当t 1s 时 iL (1s) 2A 最新 PPT
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I20
Z1(Z2Z3) Z1Z2Z3
第 8-9 页
a
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9
例3 如图电路，已知US = 15V,RS = 2Ω，N的z参数矩阵
西 安 电 子 科
解
Z
7 3
43
，若RL = 2Ω，求U2及二端口电路吸收的功率。
列二端口电路的Z方程，得 U1 = 7I1 + 3I2 (1)
RS
I1
第 8-4 页
a
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4
一、 Z参数方程和Y参数方程
1、开路参数
西
I1
I2
安 电 子
（1）Z方程
科
I 1
U1
二端口电路N
U2
I 2
技 大
由叠加原理有
学
电 路 与 系 统 多
U1 z11I1 z12I2 U2 z21I1 z22I2
称二端口电路N的 Z方程
媒
体 室
z11、z12 、 z21 、 z22称Z参数。
16
A参数的常用求法有(1)利用物理意义；(2)由其他方程推出A方程。
例1 如图电路求其A参数矩阵。
I1
I 2
西 安 电 子 科 技 大 学 电 路 与 系 统 多 媒 体 室 制 作
解法一： 根据物理意义
1
a11 UU12
R
j C
I20
1
1 j CR
R
U 1
1 j C
U 2
j C
a2 1UI12
第 8-6 页
a
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6
结构对称电路一定是电气对称的，反之，则不一定。
西 例，如下两图均为结构对称的，显然也是电气对称的。
安
电
子 科 技 大 学
2Ω
2Ω 3Ω
Z
5 3
53
3Ω
2Ω
15/8 9/8
3Ω Z9/8 15/8
电
路
与 例，如下图的结构不对称，但电气对称。
系
统
多
媒 体
12Ω
多 媒 体
U 2 R c ( I 2 I 1 ) R e ( I 1 I 2 ) ( R e R c ) I 1 ( R c R e ) I 2
室
制
作 z参数矩阵为
ZRR ebRR ec
Re RcRe
第 8-8 页
a
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8
西 安 电 子
例2 如图电路求其Z参数中的z21、z12和z11 。 解 用物理含义求，比较简单。
解得 PN =
I1 = 2A， I2 U1 I1 + U2 I2
= =
1-11×A2代+入2×((1-)1()4)=得2U0 1W=11V，
U2=2V
第 8-10 页
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a
10
2、短路参数 （1）Y方程
西 安 电
选I1U和 1和IU2为2为应自变变量量，以 U 1
I1 U1
二端口电路N
I2
技 大 学 电
U2 = 3I1 + 4I2 (2) 列出输入口KVL方程，有
N US U1
U2
RL
路 与 系 统
对URSL=，2由I1 欧+ U姆1 定律(3)得
多 媒 体
(1U)代2 =入-(23I)2及(2)代(4入) (4)并整理得
室 制
9I1 + 3I2 = US = 15
作
3I1 + 6I2 = 0
制
作
矩阵Z
=
z11
z
21
z12 z 22
称为z矩阵。
U U12zz1211 zz1222II12
第 8-5 页
a
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5
西 安
（2）Z参数的物理意义：
z11
U 1 I1
I2 0 出口开路时的输入阻抗
U1 U2
z11I1 z12I2 z21I1 z22I2
电 子 科 技 大 学 电 路 与 系 统 多 媒 体
,zz1z122 z1z221
学 电
z z
路
与
系 统
若二端口电路为互易电路，则有
多
媒 体
y12 = y21
室 制
若二端口电路为对称电路，则有
作
y12= y21，y11= y22。
第 8-13 页
a
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13
二、 A参数方程 1、A参数
西 （1）A方程或传输方程
安 电
当研究信号从输入口到输出口传输的有关问题时，以输出端
体 室 制 作
y2
2
I2 U 2
U10
入口短路时的输出导纳
常称为短路导纳参数。
第 8-12 页
a
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12
（3）Y矩阵与Z矩阵的关系：
Y = Z –1，即
西
安 电 子 科 技 大
y y1 21 1y y1 22 2zz1 21 1zz1 22 21 z z2z221
z12
z
z11
U 1
R
大
学
电 由第二个方程得
路 与
I1jCU 2(I2)
系
统
多 媒 体
代入第一个方程得
U 1(1j
C)U R 2R (I2)
室
制 作
故
1jCRR()
A
jC(S)
1
I 2
1 j C
U 2
第 8-18 页
a
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18
例2 如图电路， US = 10V，N中不含独立源，N的传输参数矩阵为
子 科 技 大
可U 2解和得I 2 作为自变量，以U 1 和
I1 作应变量比较方便。由Z方程
学 电 路 与
U 1
z11 z 21
U 2
|Z| z 21
(I2 )
系
统 多 媒 体
I1
1 z 21
U 2
z 22 z 21
(I2 )
式中，|Z| = z11z22 – z12z21
室
制 作
将上式的各系数分别记为a11、a12 、 a21 和 a22 ，称为电路的A
自 自 自 自 应 应 应 应 自 变 变 变 变 变 变 变 变 U U U IU 变 IU IU U 1 1 I1 1 1 2,1 1 1 ,1 ,,U 2 U ,,量 I,I ,IU I量 量 I2 2 2 II2 量 I量 量 量 2 1 量 2 2 量 2 1 U U II 1 2 1 2 U I U II U 2 U 1 1 2 2 a 1 a b 2 1 b 2 1 21 y y U g 1 U g U h 1 1 U h 1 1 2 1 z z2 1 2 1 2 1 U 2 1 U U 1 1 U I1 I1 1 1 I1 I1 1 1 1 1 1 1 a b a b 2 1 2 1y h y g h z g 2 2 z 2 (2 1 ((1 2 1 2 2 U U U 2 II2 II2 I2 2 I2 I2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 ))
RL = ？，其上获得最大功率？PLmax=?
西 安 电
解
对除RL之外的电路进行戴维南等效，
2 8 A0.5S 2.5
子 科
用外加电流源法求端口2的伏安关系：
技 大
列二端口电路的A方程，得
学
电 路 与 系 统 多 媒
US = 2U2 + 8(-I2) 故所因以此U2U=OC5=+54VI，2 R0 = 4Ω
第 8-11 页
a
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11
（2）Y参数的物理意义： I1 y11U1 y12U2
西 安 电 子 科
y11
I1 U1
U2 0
I2 y21U1 y22U2
出口短路时的输入导纳
技 大 学 电 路 与 系 统 多 媒
y21 y1 2
I2 UI11 U 2
U2 0 U10
出口短路时的转移导纳 入口短路时的转移导纳
8.4 二端口网络的级联
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1
实际的电路通常比较复杂，除使用二端元件外，还广泛使用 多端子器件，如集成电路。这种电路称为多端电路。
西
安电1
子 科 技
大2
学
二
端
三端电路
1
电
1
2
路
3
2
四端电路
3
·
·
2 3
·
1
n端 电 路 ·
4
·
电
n
路 与 系
端口(port)的概念：端口电流的关系： ik= ik’ ,
8.1 二端口网络的方程与参数
一、Z参数方程和Y参数方程
西 安
二、A参数方程
电 子
三、H参数方程
科 技
四、各种参数之间的关系
大 学
8.2 二端口网络的网络函数
电 路
一、用Z参数表示网络函数
与
系
二、用A参数表示网络函数
统
多
三、特性阻抗
媒
体
8.3 二端口网络的等效
室
制
一、二端口网络的Z参数等效电路
作
二、二端口网络的Y参数等效电路
N US
I2 U R2 L