第4章_集成变换器及其应用2
集成电路
1．2 集成运放的基本构成和表示符号1．2．1集成运放的基本构成集成运放是以双端为输入，单端对地为输出的直接耦合型高增益放大器，是一种模拟集成电子器件。
集成运放内部电路包括四个基本组成环节，分别是：输入级、中间级、输出级和各级的偏置电路。
对于高性能、高精度等特殊集成运放，还要增加有关部分的单元电路。
例如：温度控制电路、温度补偿电路、内部补偿电路、过流或过热保护电路、限流电路、稳压电路等。
图1—2—l所示为集成运放内部电路方框图。
由于三极管容易制造，且它在硅片上占的面积小，所以集成运放内部电路大量采用三极管代替其他元件，如用三极管代替二极管，用有源负载代替电阻负载等。
由于三极管是在相同的工艺条件下同时制造的，同一硅片上的对管特性比较相近，易获得良好的对称特性，且在同一温度场，易获得良好的温度补偿，具有很好的温度稳定性。
在集成电路中，各元件易于集成的顺序是：三极管、二极管、小的电阻、小的电容等，对于大的电阻或大的电容、电感等难以集成，可采用外接的方法。
在集成电路中，不能直接集成电感元件，如在集成电路内部需要电感时，可用其他元件(如：三极管、电阻、电容等)模拟出电感元件1，输入级为了提高集成运放的输入电阻、减小失调电压和偏置电流、提高差模和共模输入电压范围等性能，集成运放的输入级的差动输入放大电路，常采用超揖管、达林顿复合管、串联互补复合管、场效应管等。
为了获得较高的增益，减少内部电路的补偿要求，在差动输入放大级中，还采用有源负载或恒流源负载。
输入级的保护电路也是不可缺少的。
2，中间级集成运放的中间级常采用电平位移电路，将电平移动到地电平，其电路多采用恒流源、横向PNP管、稳压管、正向二极管链、电阻降压电路等。
从双端变单端的变换，常采用并联电压负反馈、有源负载、电流负反馈、PNP管等方法。
为了提高共模抑制能力、提高差模增益和提供稳定的内部工作电流，实际电路中广泛采用各种恒流源电路，如稳压管恒流源、镜像恒流源、多集电极恒流源、场效应管恒流源等。
功率电子学 教学大纲
功率电子学 功率电子学（电力电子学）是横跨电子、电力和控制三个领域的一门新型工程技术学科，它主要研究各种电力半导体器件及其电路和装置，以实现对电能的变换和控制。
功率电子技术是联系弱电和强电的桥梁。
因此它是工业自动化、电气工程、自动控制等电类专业的重要技术基础课。
特别是功率电子技术是弱电控制强电的媒体，是机电设备与计算机之间的重要接口，它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件，成为发挥计算机作用的保证和基础。
具体的内容： 1、晶闸管 2、可控整流电路 3、晶闸管的触发电路 4、交流调压和直流变换5、逆变和变频功率电子学Power Electronics课程代号：0311学时：36开课单位：自动化学院电气工程系学分：2一、课程目的和地位本课程是《电力电子与电力传动》硕士点专业的学位课，是《电机与电器》硕士点专业的限定选修课。
通过本门课程学习使学生掌握现代电力电子器件的特性与应用，电力电子电路的工作原理和分析方法，把握电力电子学的最新发展动向，提高学生在电力电子系统与电力传动系统中解决工程实际问题的能力。
二、课程主要章节、学时分配第一章现代电力电子器件工作原理、特性与应用6学时第二章变换器PWM控制技术4学时第三章谐振软开关技术6学时第四章开关功率变换器的动态建模与分析8学时第五章PWM开关调压系统的分析与设计4学时第六章电力电子系统（装置）的可靠性和电磁兼容性概念4学时第七章电力电子技术应用的有关问题4学时三、课程的教学方式及考核方式课堂讲授与自学结合，以讲授基本原理和难点为主，增加自学内容，辅以研究成果和实际应用。
四、考核方式笔试开卷考试。
五、先修课程晶体管电路、电力电子技术。
六、主要参考书[1]蔡宣三、龚绍文编著高功率电子学科学出版社1993[2]赵良柄编著现代电力电子技术基础清华大学出版社1995[3]王志良主编电力电子新器件及其应用技术国防工业出版社1995目录第1章高等运算放大器原理11.1 运算放大器特性11.1.1 电压跟随器41.1.2 同相放大器61.1.3 反相放大器101.2 通用的分析技巧141.2.1 差分放大器151.2.2 仪器放大器191.3 复合放大器211.3.1 功率输出级221.3.2 功率反馈231.4 浮动电源放大器261.4.1 浮动电源281.4.2 放大器301.4.3 容差331.4.4 复合放大器361.5 小结381.6 习题391.7 浮动电源放大器实验43第2章功率电子电路布局462.1 机械和温度细节462.2 部件布局522.3 内部连线572.3.1 导线规格572.3.2 走线612.4 其他考虑672.5 小结692.6 习题70第3章功率参数计算713.1 常见波形713.1.1 直流713.1.2 正弦波723.1.3 矩形波743.1.4 三角波753.2 平均值773.2.1 矩形波783.2.2 正弦波793.2.3 三角波833.3 均方根值863.3.1 直流值873.3.2 矩形波883.3.3 三角波893.3.4 正弦波933.4 功率983.4.1 直流电压和电流1013.4.2 正弦波1023.4.3 矩形波1093.5 小结1123.6 习题112第4章线性功率放大器集成电路115 4.1 OPA548运算放大器集成电路115 4.2 功率计算1204.2.1 直流信号到负载1214.2.2 正弦信号到负载1244.3 散热器1284.4 OPA548的保护1324.5 音频功率参数1344.6 低功耗音频放大器IC1384.7 大功耗音频放大器IC1444.8 小结1484.9 习题1494.10 功率运算放大器实验152第5章分立的线性功率放大器155 5.1 增强型MOSFET1555.1.1 N沟道1555.1.2 P沟道1595.2 A类共漏放大器1605.2.1 偏置1615.2.2 交流工作1615.3 B类推挽式放大器1635.3.1 推进式放大器1635.3.2 回挽式放大器1675.3.3 推挽式放大器1675.4 运算放大器驱动的B类放大器169 5.4.1 同相放大器1695.4.2 浮动电源放大器1715.4.3 版图布局考虑1725.4.4 反相放大器1725.4.5 运算放大器的选择1765.5 线性放大器中的并联MOSFET177 5.6 放大器的保护1815.6.1 限流1815.6.2 热切断1855.7 驱动电抗性负载1865.8 小结1885.9 习题1905.10 B类放大器实验192第6章电源开关1966.1 开关特性1966.1.1 二极管1966.1.2 晶体管1986.2 并联MOSFET开关2036.3 低端开关2046.3.1 双极型结型晶体管2046.3.2 集电极开路的反相器2086.3.3 MOSFET低端开关2096.4 高端开关2146.4.1 N沟道高端开关2146.4.2 P沟道高端开关2156.4.3 PNP高端开关2196.5 MOSFET开关驱动器2206.5.1 低端MOSFET驱动器2226.5.2 高端和低端MOSFET驱动器2226.6 H电桥2246.7 小结2286.8 习题2296.9 晶体管开关实验232第7章开关电源2357.1 补偿稳压器2357.1.1 基础知识2357.1.2 LM2595简单转换开关补偿稳压器IC243 7.2 升压式稳压器2487.2.1 基础知识2487.2.2 LM2585简单转换开关回扫稳压器IC254 7.3 线路电压回扫转换器2587.3.1 回扫转换器2587.3.2 线路电压输入2657.4 小结2697.5 习题2707.6 补偿稳压器实验2737.7 升压式稳压器实验275第8章晶闸管2778.1 晶闸管器件的特性2778.1.1 硅控整流器2788.1.2 三端双向可控硅开关2828.1.3 低端开关和高端开关2838.2 吸收2858.2.1 电流上升的临界速度2858.2.2 电压上升的临界速度2878.3 触发器2918.3.1 肖特基二极管2928.3.2 双端交流开关2928.3.3 光耦合的三端双向可控硅开关触发器2948.4 比例功率电路2978.4.1 时间比例2978.4.2 相角导通3028.5 小结3128.6 习题3148.7 三端双向可控硅开关实验316第9章电源转换和电动机驱动的应用3219.1 直流到直流的转换器3219.1.1 补偿转换器3219.1.2 升压式转换器3249.1.3 回扫转换器3269.2 交流到直流的转换器3289.2.1 单相3289.2.2 三相3359.3 直流到交流的转换器3449.3.1 输入变换器3469.3.2 次级线圈3489.3.3 微控制器3499.3.4 H电桥和驱动器3519.3.5 输出滤波器3529.3.6 负反馈3549.4 永久磁铁电动机驱动器3569.4.1 常见问题3569.4.2 直流电刷电动机3609.4.3 直流无电刷电动机3639.5 小结3679.6 习题368附录A 各章部分问题的答案372附录B 实验部分和特殊设备379课程代码：185.512学时与学分：32/2先修课程：无课程教学目标：从基本知识入手，结合典型的系统学习，使学生对功率电子学有系统了解。
电力电子技术学习重点提示(第四章)
一、DC-DC 变换的控制方式
1.时间比控制 DC-DC 变换中采用最多的控制方式，它是通过改变斩波器的通、断时间而连续控制输 出电压的大小。即
（4-1）
式中
为斩波周期 ；
为斩波频率；
为导通比。可以看出，改
变导通比 即可改变输出电压平均值 U0，而 比控制又有以下几种实现方式：
的变化又是通过对 T、ton 控制实现的。时间
图 4-8 Boost 变换器
电流连续时，Boost 变换器的输入、输出电压关系为
（4-17）
因为
，故为升压变换关系。
若忽略电路变换损耗，输入、输出功率相等
式中 I 为输入电流 平均值，I0 为输出电流 平均值，则可求得变换器的输入、输出电流关 系为
（4-18） 因此电流连续时 Boost 变换器相当一个升压的“直流”变压器。
电流断续时，设电流在 δ1T 时刻断续，则输入输出可表示为：
（4-25）
（4-26）
3.Boost-Buck（升降压型）变换器
Boost -Buck 变换电路如图 4-11 所示，其特点是： （1）输出电压 U0 可以小于（降压） 、 也可以大于（升压）输入电压 E； （2）输出电压与输入电压反极性。
图 4-4 Buck 变换器
电流连续时，Buck 变换器的输入、输出电压关系为：
（4-2）
因
，
故为降压变换关系。
若忽略电路变换损耗，输入、输出功率相等，有
式中 I 为输入电流 i 系为
（4-3） 因此电流连续时 Buck 变换器完全相当于一个“直流”变压器。
输入输出电压与占空比公式：
单极性调制与双极性调制方式的比较： 1）双极性调制控制简单，只要改变 位置就能将输出电压从+E 变到-E；而在单极性调制方 式中需要改变晶体管触发信号的安排。 2）当 H 桥输出电压很小时，双极性调制每个晶体管驱动信号脉宽都比较宽，能保证晶体管 可靠触发导通。 单极性调制时则要求晶体管驱动信号脉宽十分狭窄， 但过窄脉冲不能保证晶 体管可靠导通。 3）双极性调制时四个晶体管均处于开关状态，开关损耗大；而单极性调制时只有两个晶体 管工作，开关损耗相应小
第4 章 PWM 控制芯片及其应用
8
Vref
该引脚是参考输出，它通过电阻 RT 向电容 CT 提供充电电流。
订购型号信息如表 4-3 所示。
表 4-3 订购型号信息
贴片（SO8）
直插
UC2842BD1；UC3842BD1
UC2842BN；UC3842BN
UC2843BD1；UC3843BD1
UC2843BN；UC3843BN
UC2844BD1；UC3844BD1
以典型的电流模式 PWM 控制芯片 UCX842B/3B/4B/5B 系列为例讲解控制芯片的工作方 式以及外围电路的分析。
在分析 UC384X 系列芯片之前，从以下知识要点来学习控制芯片： ①每个引脚的名称及说明； ②每个引脚的作用，以及它在电路中的连接； ③每个引脚正常工作时电压或电流的范围，引脚之间相互影响的关系； ④芯片中典型电路工作原理的分析； ⑤控制芯片一定要输出 PWM 波去控制功率开关管即 MOS 管，要清楚哪些引脚最容易 引起没有 PWM 波的输出； ⑥弄懂参数之间的曲线图（比如振荡频率与 RT、CT 之间的关系、最大占空比与定时电 阻之间的关系、芯片工作电压与电流之间的关系等）； ⑦找到芯片的 application note（应用信息），教我们如何分析芯片的工作方式、与功率 电路的连接以及关键元件参数的计算等 ⑧ 会用示波器去测试电路，根据波形分析产生的原因，从而找到解决问题的办法。 1. 控制芯片 UC284XB/UC384XB 的特点、结构框图、功能说明及电气特性参数 （1）控制芯片 UC284XB/UC384XB 的特点如下： ·微调的振荡器放电电流，可精确控制占空比 ·电流模式工作频率可达到 500KHz ·自动前馈补偿 ·锁存脉宽调制，可逐周限流 ·内部微调的参考电压，带欠压锁定 ·大电流图腾柱输出 ·欠压锁定，带滞后 ·低压启动和工作电流 （2）器件描述 UC2842B/3B/4B/5B（UC3842B/3B/4B/5B）是高性能固定频率电流模式控制器专为离线 和直流-直流变换器应用而设计，为设计人员提供只需最少外部元件就能获得成本效益高的 解决方案。这些集成电路具有可微调的振荡器，能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、 高增益误差放大器。电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率 MOS 管的理想器 件。 其它的保护特性包括输入和参考欠压锁定，带有滞后、逐周电流限制、可编程输出死区 时间和单个脉冲测量锁存等。
电子设计创新训练(基础)第四章 常用AD、DA转换器应用介绍
此程序仅为一个采样示例， 主函数实际没有使用意义。
（二）8路8位分辨率ADC0809及与MCU的直接I/O接口
1、简介
ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直 插式封装，如图3-13所示。下面说明各引脚功 能。IN0～IN7：8路模拟量输入端。2-1～2-8： 8位数字量输出端。ADDA、ADDB、ADDC：3 位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。 ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 START： A／D转换启动信号，输入，高电平 有效。 EOC： A／D转换结束信号，输出， 当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转 换期间一直为低电平）。 OE：数据输出允许 信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时， 此端输入一个高电平，才能打开输出三态门， 输出数字量。CLK：时钟脉冲输入端。要求时 钟频率不高于640KHZ（典型500KHZ，转换时 间小于100μs）。 REF（+）、REF（-）：基 准电压。 Vcc：电源，单一＋5V。GND：地。 图4-13 ADC0809引脚图
图4-8 AD57A的管脚图
A0 ：字节地址／短周期，高为8位变换／输出低4位，低为12位变换／输出高8位； STS ：变换状态，高为正在变换，低为变换结束．STS总共有三种接法：(1)空着：只 能在启动变换，25 μ s以后读A／D结果；(2)接静态端口线：可用查询方法，待STS为 低后再读A／D变换结果；(3)接外部中断线：可引起中断后，读A／D变换结果； REFIN ：基准输入． REFOUT ：内部10V基准输出； BIP OFF ：双极性方式时，偏置电压输入端(10V基准)；
ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存 入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上 升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A／D转换，之后EOC输出信号变 低，指示转换正在进行。直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／ D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输 入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。
集成运算放大器及其应用.ppt
T
RF是反馈电阻
通过RF实现了直流负反馈。
RF
Ii U + i U S
RS +
+T I b U be RL
+
If Ic
U o
RF C1 + RS uS + -
+UCC
RC
T
C2 +
用瞬时极性法判 断正负反馈？
ui
RL
uo
RF
Ii U + i U S
X i
A
X o
X X i + × d - Xf
A
F
X o
无负反馈的放大电路， 仅包含基本放大电路A， A可以是单级的或多级的。
：输入信号 X i ：输出信号 X
o
带负反馈的放大电路， 不仅包含基本放大电路A， 还包含反馈电路F， F多数由电阻元件组成。 注意：
：反馈信号 X f ：差值信号或净输入信号 X
+T I b U be RL
+
If Ic
从放大电路的输入端 看：反馈电流与输入电流 并联，所以为并联反馈。
U o
从放大电路的输出端看：
U U U o o be I f RF RF
反馈电流取自输出电压，所以为电压反馈。 电压反 馈具有稳定输出电压的作用。 Uo↘ Uo↗ I f↘ Ib↗ Ic↗ 并联电压负反馈。
d
这里的各信号 可以是电压 也可以是电流 X X X d i f
若X d X i X f
（三者同相位）
则X d X i
反馈信号削弱了净输入信号，所以为负反馈。
集成电路第四章
为简化分析取 R3=R1,R4=R2 则:
第4章 集成变换器及其应用 1、由一个运放构成的U/I变换器
由电路可知 则:
I1 I 2
ui
I1
I2
Ui U U U0 R1 R2 R2U i R1U o U R1 R2
R4 R3 IL
R5
uO
第4章 集成变换器及其应用
等效输入阻抗为：
Ui RO CO RS Z ie j Ii Af 1
当Ａｆ远大于１时：
RO CO RS Z ie j Af
其中等效电感值为：
RO CO RS Lie Af
第4章 集成变换器及其应用
4.1.４ 电容倍增器
１、由反相放大器组成的 电容倍增器
右图只适用于信号源内阻小于Ｚ的情况
即：
R1
ZS Z
若：
Ii
I1
ZS Z
ui
IZ
+A Z
R2
应将右图同相端和反相端位置互换 对于右图： （１）若Ｚ＝Ｒ
I2
（２）若Ｚ＝Ｃ
RR1 Z ie R2
负电阻变换器
Z ie j
R2 C
2
R1
jL L R2 2C R1
等效模拟电感，其中
i
+ - A１
R１
uo1
R５
IL
R2
同时:
R1 R2 U o1 U R1
( R1 R2 )(U i R4 I L RL R3 ) U o1 I L R5 I L RL R1 ( R3 R4 )
则
第4章 集成变换器及其应用
( R1 R2 )(U i R4 I L RL R3 ) U o1 I L R5 I L RL R1 ( R3 R4 )
开关电源技术应用与维修[杨亚平][电子教案和教学指南]第4章
![开关电源技术应用与维修[杨亚平][电子教案和教学指南]第4章](https://img.taocdn.com/s3/m/8a6efc4f804d2b160b4ec052.png)
路或多路输出反激式开关电源的最佳选择。该系列产品可
用于PC机的待机电源、机顶盒电源、视盘机电源、电源适 配器、以及由微处理器控制的开关电源。
23
第4章 单片式开关电源的应用与维修
各种普通型或精密型开关电源。
8
第4章 单片式开关电源的应用与维修
(5) 外围电路简单，成本较低。电源所用元器件很少， 外部仅接低通滤波器、输入整流滤波器、开关变压器、
反馈电路和输出整流滤波电路。开关电源的工作频率一
般为l00kHz，可在80～120kHz范围内正常工作；占空比 调节范围是1.7％～67%，比一般反激式开关电源的占空
充电器、IC卡付费电表、视盘机电源等。
15
第4章 单片式开关电源的应用与维修
1. TNY256P性能特点 (1) 高效、节能、体积小。
(2) 采用传统的PWM脉宽调制，控制方式简单，且调节速 度快，电路输出的纹波电压低。控制的电路外围元器件 极少，安装调试容易。 (3) TNY256P芯片内有开 / 关控制器、稳压器、高频振荡 器、电流、电压比较器、过电流、过热保护以及 MOSFET功率驱动管等多种模块。 (4) 具有开关频率抖动的功能，频率抖动幅值为5kHz，这 一功能将电磁幅射的能量衰减到最低计量。
31
第4章 单片式开关电源的应用与维修
4.2.1 单片开关电源的检修方法
下面结合图4-18所示的典型三端单片开关电源电路介 绍其常见故障的检修方法。 1．通电后无输出电压 通电后无输出电压的具体原因可能如下： (1) 由于尖峰电压触发脉冲造成电路闭锁，使芯片不工作： ① 采用单点接地方法，将电容器C1、C4、C5和C7直接连接 到源极(S)上。 ② 把三端单片开关电源芯片的管脚引线剪至最短，这对于 采用TO-220封装的芯片尤为必要。 ③ 使散热片与电路绝缘。
电力电子技术-第四章习题解析
直流－交流变换器(7)
第4章 习题（2）
第2部分：简答题 1.试说明PWM控制的基本原理。（略）
2.单极性和双极性PWM调制有什么区别？三相桥式PWM型逆变电路中，输
出相电压(输出端相对于直流电源中点的电压)和线电压SPWM波形各有几种
电平？
答：单极性PWM调制在调制信号的半个周期内载波只在正或负一种极性范围
分段同步调制优点：在输出频率高的频段采用较低的载波比，以使载 波频率不致过高，限制在功率开关器件允许的范围内。在输出频率低的频 段采用较高的载波比，以使载波频率不致过低而对负载产生不利影响。 7.什么是SPWM波形的规则化采样法？和自然采样法比规则采样法有什么 优点？ 答：规则采样法是取三角波两个正峰值之间为一个采样周期，使每个脉冲 的中点都以相应的三角波中点为对称，在三角波的负峰值时刻对正弦信号 波采样得到一点，过该点作一水平直线和三角波交与两点，在这两个时刻 控制器件通断。规则采样法生成的SPWM波形与自然采样法接近，优点是 计算量大大减少。
刻（不含0和Л时刻）可以控制，可以消去的谐波有几种？
答：这是计算法中一种较有代表性的方法，为了减少谐波并简化控制，应 尽量使波形对称：首先，为消除偶次谐波，应使波形正负两半周期镜对称 ；其次，为消除谐波中余弦项，应使波形在半周期内前后1/4周期以π/2为 轴线对称。满足使波形四分之一周期对称后，再设法消去几种种特定频率 的谐波。 如果半个信号波周期内有10个开关时刻（不含0和Л时刻）可以控制，则可 以消去9种频率的谐波。
直流－交流变换器(7)
第4章 习题（2）
第1部分：填空题
1.PWM控制的理论基础是面积等效 原理，即冲量相等而形状不同的窄脉冲 加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。 2.根据“面积等效原理”，SPWM控制用一组等幅不等宽的脉冲（宽度按正弦 规律变化）来等效一个正弦波。 3.PWM控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术；直流斩波电路得到的PWM 波是等效直流波形，SPWM控制得到的是等效正弦波形。 4.PWM波形只在单个极性范围内变化的控制方式称单极性控制方式，PWM 波形在正负极性间变化的控制方式称双极性控制方式，三相桥式PWM型逆 变电路采用双极性控制方式。 5.SPWM波形的控制方法：改变调制信号ur的幅值可改变基波幅值；改变调 制信号 ur 的频率可改变基波频率； 6.得到PWM波形的方法一般有两种，即计算法和调制法，实际中主要采用 调制法。 7.根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式可分为 同步调制和异步调制。一般为综合两种方法的优点，在低频输出时采用异步 调制方法，在高频输出时采用同步调制方法。
电工学概论习题答案第四章
电工学概论习题答案_第四章4-1. 怎样从三相异步电动机的结构特征来区别笼型和绕线型？答：转子绕组的作用是产生感应电动势、流过电流和产生电磁转矩，其结构型式有笼型和绕线型两种，笼型转子的每个转子槽中插入一根铜导条，在伸出铁心两端的槽口处，用两个短路铜环分别把所有导条的两端都焊接起来。
如果去掉铁心，整个绕组的外形就像一个笼子，所以称为笼型转子。
绕线型转子的绕组和定子相似，是用绝缘导线嵌放在转子槽内，联结成星形的三相对称绕组，绕组的三个出线端分别接到转子轴上的三个滑环（环与环，环与转轴都互相绝缘），在通过碳质电刷把电流引出来。
4-2. 怎样使三相异步电动机改变转向？答：将同三相电源相联接的三个导线中的任意两根的对调一下，三相异步电动机改变转向。
4-3. 已知一台三相笼型异步电动机的额定功率＝3kW，额定转速＝2880r/min。
试求(1)磁极对数；(2)额定时的转差率；(3)额定转矩。
解：(1) 同步转速，因此电动机磁极对数p为1；(2)(3) =9.954-4. 已知Y112M-4型异步电动机的技术数据为＝4kW，△接法，额定电压＝380V，＝1440r/min，额定电流＝8.8A，功率因数=0.82，效率＝84.5%。
试求(1)磁极对数; (2)额定运行时的输入功率; (3)额定时的转差率; (4)额定转矩。
解：(1) 同步转速，因此电动机磁极对数p为2；(2)(3)(4) =26.54-5. 已知Y132M-4型异步电动机的额定功率为7.5kW，额定电流＝15.4A，额定转速＝1440r/min，额定电压＝380V，额定时的功率因数=0.85，额定时的效率＝0.87，起动转矩/额定转矩=2.2，起动电流/额定电流＝7.0，最大转矩/额定转矩=2.2。
试求(1)额定输入功率；(2)额定转矩；(3)额定时的转差率；(4)起动电流；(5) 起动转矩; (6) 最大转矩。
解：(1) 额定输入功率(2) =49.74(3)(4) =7=107.8A(5) =2.2=109.43(6) =2.2=109.434-6. 在三相异步电动机起动瞬间（s＝1），为什么转子电流大，而转子电路的功率因数小？答：电动机在接通电源瞬间，转子电路的感应电动势和感应电流为最大，这称为起动电流或堵转电流。
通信原理第四章2
对比图4.3.2可以看出，传 输过程中第4个码元发生 了误码。产生该误码的原 因之一是信道加性噪声， 之二是传输总特性（包括 收、发滤波器和信道的特 性）不理想引起的波形畸 变，使码元之间相互串扰， 从而产生码间干扰。
图43.2 数字基带传输系统各点波形 《通信原理课件》
4.3.2 基带传输系统的数学分析 传输过程中第4个码元发生了误码，产生 该误码的原因就是信道加性噪声和频率特性。 基带传输系统的数学模型如图所示：
（2）尾部衰减要快。
经整理后无码间串扰的条件为：
1(或常数) h(kT ) 0 k 0 k 0
可以找到很多能满足此条件的系统，例如
h(t) 1
-4T
-3T -2T
-T
0
T
2T
3T
4T
t
《通信原理课件》
能满足码间无串扰的传递函数H(ω)不止一个，如： ① 门传递函数的冲击响应： h(t ) Sa( t ) Ts h(t ) Sa 2 ( t ) ② 三角传递函数的冲击响应： Ts m ③ 宽门传递函数的冲击响应： h(t ) Sa( t ) Ts
0 k
j
0
k
0
R
0
k j
讨 论：
① r(t)的采样值有三项： (a) ak h(t0 )：有用信息项 (b) 码间串扰值 : 除第k个码元波形之外的所有其它码元 在采样时刻的代数和，由于 a n 是随机变量，码间串扰也 是一个随机变量。 (c) 加性噪声干扰值：随机干扰 ② 由于存在码间串扰和加性噪声，判别 r kTs t0 值是“0” 还是“1”，可能错判。 ③ 理想情况：是在无干扰下，r (kTs + t0 ) = ak h(t0 )> Vd Vd：判别门限
《微波技术与天线》傅文斌-习题答案-第4章
第4章 无源微波器件4.1微波网络参量有哪几种？线性网络、对称网络、互易网络的概念在其中有何应用？ 答 微波网络参量主要有转移参量、散射参量、阻抗参量和导纳参量。
线性网络的概念使网络参量可用线性关系定义；对二口网络，对称网络的概念使转移参量的d a =，散射参量的2211S S =，阻抗参量的2211Z Z =，导纳参量的2211Y Y =。
互易网络的概念使转移参量的1=-bc ad ，散射参量的2112S S =，阻抗参量的2112Z Z =，导纳参量的2112Y Y =。
4.2推导Z 参量与A 参量的关系式（4-1-13）。
解定义A 参量的线性关系为()()⎩⎨⎧-+=-+=221221I d cU I I b aU U 定义Z 参量的线性关系为⎩⎨⎧+=+=22212122121111I Z I Z U I Z I Z U⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=c d c c bc ad ca Z Z Z Z122211211Z 4.3从I S S =*T出发，写出对称互易无耗三口网络的4个独立方程。
解由对称性，332211S S S ==；由互易性，2112S S =，3113S S =，3223S S =。
三口网络的散射矩阵简化为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=112313231112131211S S S S S S S S S S 由无耗性，I S S =*T，即⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100010001*11*23*13*23*11*12*13*12*11112313231112131211S S S S S S S S S S S S S S S S S S 得1213212211=++S S S0*2313*1112*1211=++S S S S S S 0*1113*2312*1311=++S S S S S S 0*1123*2311*1312=++S S S S S S4.4二口网络的级联如图所示。
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Zie
j
C0 R0 RS Af
其中等效电感值为
Lie
C0 R0 RS Af
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12
4.1.4 电容倍增器
1.由反相放大器组成 的电容倍增器
输入电流为
Ii
jC0
1
R1
1
R2
R2
R1 R2
Ui
1
jC0 ( R1
R1
R2 )
Ui
等效输入阻抗为
Zie
Ui Ii
1
R1
jC0 ( R1
R2
)
2020年4月2日星期四
图4-1-4 反相放大器 构成的电容倍增器
13
Zie
Ui Ii
1
R1
jC0 ( R1
R2
)
1
1 R1
jC0(1
R2 R1
)
1
1 R1
jC1
由上式可知，此电路的输入阻抗是 电阻R1和等效电容Cie的并联。
其中等效电容为
Cie C0 (1
R2 ) R1
2020年4月2日星期四
Zie
(j
C3 R2 R4 R1 R5
)1
其等效电容为
Ce
C3 R2 R4 R1 R5
调节R2、R4中任一个电阻，即 可线性调节电容量的大小。
2020年4月2日星期四
9
Zie
Ui Ii
Z1 Z 3 Z5 Z2Z4
3.模拟对地负阻抗
若取Z1和Z3分别为电容C1、C3 ，而Z2、Z4分 别取为电阻R2、R4 ，Z5为任一阻抗，则等效 对地阻抗为
Zie
Z5 2C1C3
R2
R4
由上式可知，这是一个Z5的负阻抗 变换器，其阻抗随频率变化。
2020年4月2日星期四
10
4.1.3 模拟电感器
如图4-1-3所示， 是密勒积分式模 拟电感器。
A1构成同相放大器，
A2构成积分器。
图4-1-3 密勒积分式模拟电感器
假定集成运放满足理 想化条件，由图可知
Ii
放大作用；运放A2是
阻抗变换电路。
图4-1-2 阻抗
工作原理:
模拟变换器
A1的输出电压
Uo1
Ui (1
Z2 Z1
)
A2的输出电压
Uo2 Ui (1
Z4 Z3
)
Uo1
Z4 Z3
解得
Uo2
Ui (1
Z2Z4 Z1Z3
)
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6
Uo2
Ui (1
Z2Z4 Z1Z3
)
图4-1-2 输入电流为
负，因此称之为负阻抗变换器。
若将Z取为电阻R,则等效输入阻抗为负电阻,称之
为负电阻变换器。
Zie
RR1 R2
若将Z取为电容C，则等效输入阻抗为电感
Zie
j
R1
R2 2C
jLe
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Le
R1
2 R2C
为等效模 拟电感。
5
4.1.2 阻抗模拟变换器
图中运放A1是同相放 大器，起隔离作用和
第4章 集成变换器及其应用
4.1 阻抗变换器 4.2 U/I变换器和I/U变换器 4.3 U/F变换器和F/U变换器 4.4 精密T/I和T/U变换器 4.5 D/A转换器 4.6 A/D转换器
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1
4.1 阻抗变换器
4.1.1 负阻抗变换器 4.1.2 阻抗模拟变换器 4.1.3 模拟电感器 4.1.4 电容倍增器
输入电压引起的输入电流为
Ii
I1
(Ui Uo ) R1
（4-1-2）
图4-1-1 负阻抗变换器
将式(4-1-1)代入式 (4-1-2)，可得等效 输入阻抗为
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4
Zie
Ui Ii
ZR1 R2
由上式可知，从阻抗Z变换到等效输入阻抗 Zie，
它不仅按比值R1/R2变化，而且其特性也由正变为
Ii
I5
Ui
Uo2 Z5
代入得等效输入阻抗
Zie
Ui Ii
Z1 Z 3 Z5 Z2Z4
当选择不同性质的元件
时，可构成不同性质的
阻抗模拟电路。
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图4-1-2 阻抗 模拟变换器
如可构成模拟对地电 感、模拟对地电容、 模拟对地负阻抗等。
7
Zie
Ui Ii
Z1 Z 3 Z5 Z2Z4
Ui Uo RS
Uo
1
jR0C0
Uo1
(1
1
jR0C0
)U1
可得
Uo1
(1
R2 R1
)Ui
Af Ui
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11
Ii
Af 1
jR0C0 RS
Ui
所以，等效输 入阻抗为f 1
图4-1-3 密勒积分式模拟电感器
当 Af>> 1 时，输入阻抗可近似为
由上式可知，调节R1、 R3、R5中任一个电阻， 即可线性调节等效电
感的大小。
若增大电阻R4 ，可 获得低内阻的等效模
拟电感。
8
Zie
Ui Ii
Z1 Z 3 Z5 Z2Z4
2.模拟对地电容
若Z1、Z2、Z4、Z5分别取为电阻R1、R2、R4、R5， 而取Z3为电容C3，则可构成对地电容模拟电路。
其等效阻抗为
15
可见，该电
路输入端等
效为一电容，
其等效电容
的容值为
Cie
C0 (1
Rb Ra
)
图4-1-5 可变电容倍增器
调节电位器RP即可改变电容Cie的值。
该电路突出的优点是，通过改变电阻就可以得到
任意大的电容值。
2020年4月2日星期四
1. 模拟对地电感
若取Z1、Z2、Z3、Z5分别 为电阻R1、R2、R3、R5 ， 而Z4为电阻R4和电容C4并 联阻抗，则构成等效模拟
电感电路。其等效阻抗为
Zie
R1R3 R5 R2 R4
j
C4 R1R3 R5 R2
等效电感和内阻分别为
2020年4月2日星期四
Le
C4 R1R3 R5 R2
Re
R1R3R5 R2 R4
14
2.可变电容倍增器
图中电位器RP 的作用是调节
电容的倍增系
数，由A1组成 的跟随器，起
缓冲作用，以 消除调整时对 Cie的影响。 其输入电流为
其输入阻抗为
图4-1-5 可变电容倍增器
Ii
jC0(Ui Uo )
jC0(1
Rb Ra
)Ui
Zie
Ui Ii
1
jC0(1
Rb Ra
)
2020年4月2日星期四
2020年4月2日星期四
2
第4章 集成变换器及其应用
• 变换器或变换电路是指从一种电量或参数变换为 另一种电量或参数的电路。本章主要介绍集成变 换器及其应用，包括：阻抗变换器、U/I、I/U、 U/F、F/U、T/I、T/U、A/D、D/A变换器等。
4.1 阻抗变换器
• 本节主要介绍负阻抗变换器、阻抗模拟变换器、 模拟电感器、电容倍增器等阻抗变换器。
• 阻抗的模拟和变换是集成运放的一个重要应用方 面，例如电容的损耗补偿、电阻时间常数补偿、 电流互感器的误差补偿等。
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4.1.1 负阻抗变换器
图4-1-1中，若去掉电阻R1，实 际是一个同相放大器，其输入 阻抗很高，输出电压为
Uo
Ui (1
R2 Z
)
（4-1-1）
当电阻R1接入后，其等效输入 阻抗将发生很大变化。这时由