电路与电子学第八章
电路和电子技术目录
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第7章 模拟量与数字量的转换
7. 1 数模转换器(DAC) 7. 2 模数转换器(ADC) 7 .3 采样保持电路
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第8章 PLD技术及其应用
• 8.1 可编程逻辑器件 • 8.2 可编程逻辑器件的开发环境 • 8.3 硬件描述语言
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前言
•
《电路和电子技术》第1版经过6年的使用，随着电工和电子技术的 发展、理论课学时一再压缩，教材的有些内容已经不能很好地适应现 在的教学要求，因此我们对第1版教材进行修订。《电路和电子技术》 (第2版)[与《电机与控制》(第2版)配套]仍是为“电工电子技术”课程 编写的教材。 • 《电路和电子技术》(第2版)是按照教育部高等学校教学指导委员会 2009年颁布的“电工学”课程教学基本要求，根据多年的教学实践 经验和教学改革的需求，在《电路和电子技术》第1版的基础上，经 过调整、精练、补充、修订而成。我校的“电工电子技术”课程仍沿 用“电路基础一元件一线路一系统”的总体框架，内容和篇幅与第1 版基本相同，但力求将一些新器 件、新技术反映在新版教材中。在第2版中作了以下几个方面的修订。
电路和电子技术下册李燕民主编第1章半导体器件?11半导体的基础知识?12半导体二级管?13硅稳压二极管?14半导体三极管?14半导体三极管?15绝缘栅型场效应管?16电力半导体器件下一页返回第2章交流放大电路?21共发射极放大电路?22静态工作点稳定的放大电路?23共集电极放大电路?24多级放大电路?24多级放大电路?25差动放大电路?26功率放大电路?27场效应管放大电路上一页下一页返回第3章集成运算放大器?3
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前言
《电路与电子学基础》教学大纲
《电路与电子学基础》教学大纲一、使用说明（一）课程性质《电路与电子学基础》是计算机科学与技术专业的一门专业基础课。
（二）教学目的通过本课程的学习，可以使学生初步掌握电路与电子学方面的知识,掌握直流和交流电路的基本理论和基本分析方法，掌握晶体管器件和运算放大电路的特性与参数，掌握基本放大电路和集成运放的基本组成﹑工作原理和典型应用电路，培养学生分析问题和解决问题的能力，为以后学习专业课打好基础。
（三）教学时数本课程理论部分总授课时数为72课时。
（四）教学方法理论联系实际，课堂讲授。
（五）面向专业计算机科学与技术专业。
二、教学内容第一章直流电路（一）教学目的与要求通过本章学习使学生理解电路模型﹑电流、电压的参考方向和功率的概念，正确理解KCL和KVL两个基本定律，掌握电阻﹑电流源﹑电压源﹑受控源等电路元件的端口电压电流关系。
熟练掌握线性电路的叠加原理和节点电位分析法。
深刻理解戴维南定律和XX定律，并能熟练应用到电路的分析计算中。
（二）教学内容电路模型﹑电流、电压的参考方向和功率的概念， KCL和KVL两个基本定律，电阻﹑电流源﹑电压源﹑受控源等电路元件的端口电压电流关系。
线性电路的叠加原理和节点电位分析法。
戴维南定律和XX定律。
重点与难点：节点电位法﹑叠加原理﹑戴维南定理、XX定律。
第一节电路与电路模型1、电路2、电路的组成第二节电流,电压,电位1、电流和电流的参数方向2、电压和电压的参数方向第三节电功率第四节电阻元件第五节电压源与电流源1、独立电压源2、独立电流源3、电压源与电流源的等效变换第六节基尔霍夫定律1、常用术语2、基尔霍夫定律第七节简单的电阻电路1、分压电路2、分流电路第八节支路电流分析法1、支路电流法2、网孔法第九节节点电位分析法1、节点法第十节叠加原理1、叠加定理2、注意的几点3、举例第十一节等效电源定理1、戴维南定理2、戴维南定理的证明3、应用举例4、XX定理5、求R0方法第十二节含受控电源的电阻电路1、受控源2、含受控源电阻电路的分析（三）教学方法与形式课堂讲授。
电路与电子学基础课件PPT全册
1.电流(current)及其参考方向
电流的真实方向：正电荷定向移动的方向。
表示：箭头，双下标 iAB 。a i
b
直流(Direct Current-DC)：电流的大小和方向都不随
时间变化。可以用“I”表示。
交流(Alternating Current-AC)：电流的大小和方向
都随时间作周期性变化。
§1-1 电路与电路模型
北京邮电大学电子工程学院 2012.2
退出 开始
电路
电路：最基本电路：电源、负载、导线，以及各种开 关等控制设备。
电源(source)： 提供能量的部件（例电池、发电机等）。 负载(load)：用电设备，消耗电能的部件或接受电信号的
器件（例照明灯、电炉、喇叭等）。 导线：将电路中的各个组成元件连成统一的整体
X
3.关联参考方向
定义：电流参考方向与电压参考“＋”极到“－”极
的方向一致，则称电流和电压符合关联参考方 向；否则，称为非关联参考方向。
关联参考方向
A i 元件
B
u
非关联参考方向
A i 元件
B
u
X
电流方向和电压方向的关系
– 参考方向的选择
• 电压、电流的参考方向可以任意假定，独立无关
• 方便起见，常采用关联参考方向
在电流电压取关联参考方向时，单位时间内支 路所吸收的能量为：
p(t) dw dw dq u i dt dq dt
在电流电压取非关联参考方向时，则
p u i
根据计算结果判断是吸收能量还是发出能量
p0 P0
吸收功率（消耗） 供出功率
X
4.功率(power)
单位：瓦特（W）, kW , mW 单位的对应：i(A) ,u(V) p(W)
电路与电子学基础参考答案—科学出版社
第一章习题答案：1、I=3A,U=4V2、U=2V3、(a)耗能=120W 释放能量=120W ，(b) 耗能=122W 释放能量=122W4、I=2.8A U=10V5、I=0.5A U=9.6V6、U=-45V7、U=-4V U=8V8、I=18A P=1012.5W9、(a)55S 3S B543A33S 11S B3A321R UI U)R 1R 1R 1(U R 1I R UUR 1U )R 1R 1R 1(-=+++--=-++(b)V6UU U2I U 51I13U)141(U41U 2U41U )4121(BC C BABA=-+=-=++--=-+10、3S 33S C 543B3A433S 3S C 3B32A21S 11S C 4B2A421I R U U )R 1R 1R 1(UR 1UR 1R U I U R 1U )R 1R 1(U R 1I R U U R 1U R 1U )R 1R 1R 1(-=+++---=-+---=--++11、U=1.2V 12、A 12548I =13、I=7A U=14V14、U=－1/9 V I=17/7 A 15、I=19A16、(a)U OC =8V R eq =16Ω (b) U OC =26/7 V R eq =10/7Ω17、(a)U OC =15V R eq =12.5Ω (b) U OC =－4.8 V R eq =－0.6Ω 18、U=－40V 19、I=0.5A20、(a)R L =R eq =6Ω P Lmax =37.5W (a)R L =R eq =9Ω P Lmax = 4/9W 21、R eq = 400Ω I=0.04A U=4V P=0.16W P Lmax = 0.25W 22、U OC =1.25V R eq =1.25Ω 第二章习题答案2-1 （a ）u 1c (0+)=100V i L (0+)=0A u 2c (0+)=0V i 2(0+)=0A(b) i L (0+)=6A u c (0+)=0V i c (0+)=6A u 1R (0+)=96V u L (0+)=–12V2-2 (a) u c (0+)=3V i L (0+)=1.5A i c (0+)=–3A u L (0+)=0V(b) u c (0+)=22V i c (0+)=–1A2-3 (a) u (t)=6e3t-V i (t)= 2e3t-A(b) u (t)=4 et2- V i (t)= 4×105- et2- A2-4 (a) i (t)= 2 et8- A u (t)= 16 et8- V(b) i (t)= 0.1 e t10- A u (t)= et10- V2-5 (a) u (t)=8(1– et250-) V i (t)= 103- et250- A(b) u (t)=15(1– et50-) V i (t)= 15×104-(1– et50-) A2-6 (a) i (t)= 3 (1–e2t-) A u (t)= 12 + 3e2t -V (b) i (t)= 2 (1– et10-) A u (t)= 50 + 10et10- V 2-7 u c (t)=10 + 5 e5103-⨯-tV i c (t)= –6 e5103-⨯-tA 2-8 u c (t)= –10 (1–e3t-) V i c (t)= 3–35e3t-A2-9 i (t)= 0.0275–0.003 e t410- A2-10 i (t)= –38+38 et7- A u (t)= –3112+3112 et7- V改为： i (t)= 4e t7- A u (t)= 56 et7- V2-11 2-122-132t te5.2e5.25)t (i --+-=2-14 画波形2-15 （a ）该电路为积分电路（b ）该电路不够成积分电路 (c)该电路不构成微分电路 改为： （a ）该电路为阻容耦合电路 （b ）该电路微分电路ttO e514e)149(14)t (u ---=-+=t105214e2)t (i )t (i )t (i ⨯-=+=(c)该电路为积分电路第三章习题 答案3.1 ⑴50, 225，36.87o；⑵7，214，40.1o3.2 20sin(5000×2πt-30o)mV3.3 ⑴t sin 23ω，⑵)90t sin(25o -ω⑶)59t sin(283.5o +ω，⑷)87.36t sin(25o -ω 3.4 A )9.16t sin(25i o -=ω 3.5 P=0.05W 3.6 7A ，3.5A 3.7A )135t 10sin(2100o6+3.8 Ωo 105∠，Ωo30100∠改为i ：503.9 5A,12Ω3.10 5A ，39Ω，19.5Ω，19.5Ω 3.11 0.15o30∠ A 改为：0.8535o30∠ A 3.12 ⑴250 rad/s ，⑵500 rad/s ，⑶1000 rad/s 3.13 0.6，1162W ，1546V ar 3.14 L=1.56H ，C=5.16μF3.15 50V 改为：-j52V 3.16 K 打开：I 1=I 3=6A ，U ab =1202V ，U bc =120V ；K 闭合：I 1=I 2=6A ，I 3=0，U ab =0V ，U bc =120V3.17 14.1Ω，14.1Ω，7.1Ω，14.1A 3.18 10A ，15Ω，7.5Ω，7.5Ω 3.19 3.83A ，0.9883.20 50.7μF ，1260∠85.5o V ，-j1256V3.21 1250 rad/s ，I R =4A ，I C =I L =10A ，U=200V3.22⑴C=10μF ，U C =89.4V 或C=40μF ，U C =111.8V ⑵G>0.125S 3.23 ω0=484~1838kHz ，可以收听 3.24 13.9kV 3.25 220V ，44A 3.26 7.6A ，13.2A 3.27 1.174A ，376.5V 3.28 30.08A ，17.37A4.1 解：用万用表测量二极管的正向直流电阻，选择量程越大，通二极管的电流就减小，由二极管的伏安特性曲线可知，电流急剧减小时，电压减小的很慢，所以测量出来的电阻值会大副增大。
模拟电路与数字电路教程
1 - 8 支路电流法
• 利用KCL对 n 个节点列 出n-1个电流方程; • 利用KVL 对 m个网孔列 出m个电压方程, 联立解之.
R1 20 I1 R2
例: 如图求各支路电流 解:
I1 + I2 - I3 = 0 U1= I1R1 + I3R3 U2 = I2R2 + I3R3
联立解得:
一、串联 两个以上电阻串行 连接称为串联。 Rab = R1 + R2 a b a b R1 R2 R1 R2
二、并联
两上以上电阻并行联 接称 并 联。 Rab = R1 // R2 1 = 1 + 1 Rab R1 R2 即
Rab =
R1R2 R1 + R2
12
例：求下图等效电阻Rab。已知各电阻均为10
5
绪论 电子技术的应用领域
计算机、自动控制
雷达技术
航空航天
电视技术
通信技术
6
计算机控制系统
采样 0 采样 1 采样 n ••• ••• 多 路 模 拟 开 关 显示器 放 大 器
ADC
计 算 机
DAC
功 率 放 大
传 感 器
随 动 系 统
执行机构
7
上
篇
模拟电子技术
第一章
1- 5 基尔霍夫定律
例 : 求I =?
解:选择参考点;
将 a b 断开。
1. Uab = (-150 + 20 ) - (-120) = - 10V 2. R0 = Rab = 0 Uab 3. I = = - 1A R4
•
R3
I • •
R1 R2
b •
• a •
第大学电子电路基础 第八章
T1B
B
1
L
3 2 T3
A B
≥1
R3
L=A+B
(a)
(b)
3．三态输出门ຫໍສະໝຸດ 输出为1 截止， 当EN=0时，G输出为1，D1截止，相当于一个正常的二输入端 与非门，称为正常工作状态。 与非门，称为正常工作状态。 输出为0 都截止。 这时从输出端L 当 EN=1 时 ， G 输出为 0 ， T4 、 T3 都截止 。 这时从输出端 L 看进 呈现高阻，称为高阻态，或禁止态。 去，呈现高阻，称为高阻态，或禁止态。
3.6V
T 2 3 截止
8.2.2、TTL与非门举例——7400 8.2.2、TTL与非门举例 7400 与非门举例
7400是一种典型的 TTL 与非门器件， 内部含有4 7400 是一种典型的TTL 与非门器件 ， 内部含有 4 个 2 输入端 是一种典型的 TTL与非门器件 与非门，共有14个引脚。引脚排列图如图所示。 14个引脚 与非门，共有14个引脚。引脚排列图如图所示。
Rc2 R c4 130Ω
3 1
+V CC
综合上述两种情况， 综合上述两种情况， 该电路满足与非的 逻辑功能， 逻辑功能，即：
L = A⋅ B ⋅C
3.6V A B C 0.3V 1V
1
R b1 4kΩ 5V
1.6kΩ
T 4 导通 2 D 导通 Vo
3
3 3 1
4.3V 截止
1
T 22
T1 饱和 R e2 1kΩ
第八章 逻辑门电路
主要内容： 主要内容： 8.1 基本逻辑门电路 TTL门电路 8.2 TTL门电路 MOS逻辑门电路 8.3 MOS逻辑门电路 8.4 集成逻辑门电路的应用
精品课件-电路与电子技术(第二版)(路松行)-第8章
第8章 半导体三极管及其基本放大电路
26
8.2.1 基本放大电路的组成
图8.7(a)所示为双电源供电的共射极放大电路，V是一个NPN型
三极管，作用是放大电流；VCC是输出回路的电源，作用是为输出 信号提供能量；RC是集电极负载电阻，作用是把电流的变化转换成 电压的变化；基极电源VBB和基极偏置电阻RB的作用是为发射结提供 正向偏置电压和合适的基极电流IB；C1、C2称为隔直电容，作用是 隔直流、通交流信号。图8.7(b)为单电源供电的共射极放大电路，
只要RB>>RC，单电源就可代替双电源的作用。
第8章 半导体三极管及其基本放大电路
27
图8.7 共射极基本放大电路 (a)双电源供电共射极放大电路；(b)单电源供电共射极放大电路
第8章 半导体三极管及其基本放大电路
28
为了使三极管工作在放大状态，首先必须保证发射结为正向偏 置，集电结为反向偏置；其次为了保证放大电路能尽可能不失真地 放大交流信号，必须在静态(ui=0)时，三极管的各极都要有一个合 适的工作电压和电流，即给放大器设置一个合适的静态工作点。
10
通过分析表8.1的实验测试数据，可得到以下结论：
(1)三极管各电极电流的关系满足
且IB很小，IC≈IE。
IE=IB＋IC
(10.1)
第8章 半导体三极管及其基本放大电路
11
(2)IC与IB的比值基本保持不变，其大小由三极管的内部结构 决定，定义该比值为共射极电路的直流电流放大倍数，用β表示，
即
第8章 半导体三极管及其基本放大电路
电子行业电工电子学第八章
电子行业电工电子学第八章1. 引言本章节主要介绍电子行业中的电工电子学知识。
电工电子学是电子行业中的基础学科，涵盖了电子元器件、电路原理、电路分析与设计等内容。
掌握电工电子学的知识，对于从事电子行业的人员来说十分重要。
2. 电子元器件2.1 电子元器件的分类电子元器件根据其功能和特性可以分为被动元器件和主动元器件。
被动元器件包括电阻、电容、电感等，主动元器件包括二极管、三极管、集成电路等。
2.2 常用电子元器件介绍2.2.1 电阻电阻是电子电路中最常见的被动元器件之一，用于限制电流的流动。
电阻按照其材料、功率、阻值等参数可以分为不同类型。
2.2.2 电容电容是一种储存电荷的元器件，用于储存和释放电能。
电容根据材料、容值、额定电压等参数可以有多种类型。
2.2.3 电感电感是一种储存磁能的元器件，用于储存和释放磁能。
电感根据材料、电感值、最大电流等参数可以分为不同类型。
2.2.4 二极管二极管是一种主动元器件，具有单向导电性。
二极管常用于整流和保护电路。
2.2.5 三极管三极管是一种主动元器件，具有放大和开关功能。
三极管常用于放大电路和开关电路。
2.2.6 集成电路集成电路是一种将多个电子元器件集成在一起的元器件，具有复杂的功能和结构。
集成电路广泛应用于电子设备中。
3. 电路原理3.1 电路的基本要素电路由电源、负载和连接它们的导线构成。
电源提供电压或电流，负载是用电器件，导线用于连接电源和负载。
3.2 电流、电压和电阻电流是电荷的流动，电压是电荷的势能差，电阻是电流流经时产生的阻力。
它们之间的关系可以根据欧姆定律进行计算。
3.3 电路的分析方法电路分析可以使用基尔霍夫定律、网孔分析、节点分析等方法。
这些方法可以帮助我们理解电路的特性和性能。
4. 电路设计4.1 电路设计的基本步骤电路设计通常包括需求分析、电路拓扑设计、元器件选择和电路验证等步骤。
每个步骤都需要认真考虑电路的性能和可靠性。
4.2 电路设计中的注意事项在电路设计过程中，需要注意元器件的参数选择、稳定性分析、热效应和电磁兼容性等因素。
电路与电子学,电子工业出版社,第8讲
⑵ 考虑正向压降的等效电路
iD
K
D
UD
o
UD
uD
例：二极管导通电压UD约为0.7V。试分别估算开关断开和闭 合时输出电压的数值。
5. 稳压二极管
稳 压 二 极 管 亦 称 齐 纳 二 极 管 (Zener Diodes) ，与一般二极管不同之处是它 正常工作在 PN 结的反向击穿区。因其 具有稳定电压作用，故称为稳压管 （Voltage Regulators）。
5. 稳压二极管
额定功耗PZM PZM是由管子允许温升限定的最大功率损耗。 如果已知管子的稳定电压值，那么额定功耗 除以稳定电压就是该稳压管允许的最大稳定 电流 IZM=PZM/UZ 。超过这个电流使用，就 可能损坏管子。
5. 稳压二极管
电压温度系数 温度变化 1℃ 时，稳定电压变化的百分数， 定义为电压温度系数。它是表示稳压管温度 稳定性的参数。 电压温度系数越小，温度稳定性越好。
A iD C D
正向 特性
o
uD
(a)二极管理论伏安特性
2. 二极管的伏安特性
iD
反向 特性
D C o uD
② 反向特性
反向电流：很小。 硅管 0.1微安 锗管 几十个微安 受温度影响大： 温度每升高10℃→ 反向电流增加约1倍。
UBR B A
反向击 穿特性
(a)二极管理论伏安特性
③ 反向击穿特性
一些基本概念
模拟电路：工作信号为模拟信号的电子电
路。
数字电路：工作信号为数字信号的电子电
路。
第4章 半导体二极管和三极管
内容主要有： 1.半导体的导电性能 2.PN结的形成及单向导电性 3.半导体器件的结构、工作原理、工作特性、参数
电路与电子学基础第二版第八章答案
电路与电子学基本第二版第八章答案8.1解：理想集成运放工作在线性区与非线性区的共同点：(1)开环放大被数A od =∞，(2)开环差模输入电阻r id =∞，(3)开环输入电阻r o =0, (4)输入偏置电流I 1B =I 2B =0,(5)失调电压U o 、失调电流I o 以及它们的温漂均为零， (6)共模抑制比K CMR =∞, (7)-3dB 带宽f H =∞, (8)无干扰、噪声。
当理想集成运放工作在线性区时还具有以下特性：(1)同相输入电流与反相输入电流I +,I -均为零；(2)差模输入电压U +=U -=0。
8.2解：集成运放应用于信号运算时工作在线性区 8.3解：同相与反相比例运算电路比较如下：反相比例运算电路 同相比例运算电路 反馈类型 电压并联负反馈 电压串联负反馈 输入信号 加在反相输入端 加在同相输入端 输入电阻 不高 大共模输入电压 U +=U -=0，虚地 U +=U -= U i ，虚短 K CMR 要求低 要求高输入与输出 反相 同相8.4解：（1）“虚地”实质是共模输入电压很小，接近于0（2）因为“虚地”并不是真正的直接接地，而且是存在微弱的电位的 （3）在要求共模输入电压很小接近于0的情况下才能引进“虚地”的概念8.5解：(1)b (2)e (3)a (4)c (5)d 8.6解：A 1与A 3虚短，A 2虚地；A 1构成同相比例电路，A 2构成反相比例电路，A 3构成同相比例电路，所以U o =-6U i 8.7解：电压放大倍数A u =io U U =1R Rf-=-3，输入电阻为R 1=10K Ω，平衡电阻R ’=R 1//R f =7.5 K Ω8.8解：取各电阻关系为：1R Rf=5，2R Rf=0.5，3R Rf=5；R ’=R 1//R 2//R 3//R f =f R 212。
电路图如下：-U i1 -U i2 U o -U i3改为：8.8解：取各电阻关系为：1R Rf=5，2R Rf=0.5，3R Rf=5；R ’=R 1//R 2//R 3//R f =2/23Rf 。
电路与电子学基础第八章
R4 R2 R4
ui
10 11 ui
1.8mV
【例8-2】如图所示的比例运算电路，已知 Av=-33，R1=10kΩ，R2= R4=100kΩ。求 R5和R6的阻值。
【解】该运算电路由两级运算电路组成，第 一个运放A1组成同相比例运算放大器，第二 级A2组成反相比例运算放大器，根据多级放 大器电压放大倍数的公式可得
ip in 0 iR if ui iR R1 uo if Rf
Au
uo ui
if Rf iR R1
Rf R1
说明输出电压和输入电压的大小成比例 的关系，且相位相反（式中的负号说明 输出电压和输入电压相位相反），这也 是反相比例运算放大器名称的由来。
2．T形网络反相比例运算电路
当集成运放电路工作在线性区时，输出电压与输入的差模电压成线性关系。
由于uo为有限值，对于理想运放电路Aod＝∞，所以净输入电压up－un＝0。即 up=un。说明，运放电路的两个输入端没有短路，却具有与短路相同的特征，这 种情况称为两个输入端“虚短路”，简称“虚短”。
因为理想运放电路的输入电阻为无穷大，所以，流入理想运放两个输入端的输 入电流ip和in也为零。 ip=in＝0 说明集成运放电路的两个输入端没有断路，却具有与断路相同的特征，这种情 况称为两个输入端“虚断路”，简称“虚断”。
为输入失调电流IIO。
3．输入偏置电流IIB 输入电压为零时，两个输入端静态电流的平均值称为运放的输入偏置电流。
4．开环差模电压放大倍数Aod 开环差模电压放大倍数Aod指的是运放在没有外接反馈电路时本身的差模
电压放大倍数。
5．最大输出电压UOPP（输出峰-峰电压） 最大输出电压是指输出不失真时的最大输出电压值。
电路第八章高等教育出版社
I10 0 3o 0A U 122 06o0 V U 238 0 12oV 0
第820-1292/9页/18
■
2.相量图
在复平面上用有向线段表示相量的图
i2 Ic( o ω sy ti) I I yi
wy y u 2 U c( ot su ) U U u
2wLIco wtsy (i9)0
相量形式 I Iyi U wL I yi 90
周期T ：重复变化一次所需的时间。 单位：s，秒
频率f ：每秒重复变化的次数。 单位：Hz，赫(兹)
第280-197/9页/18
■
2.正弦量的三要素 i(t)=Imcos(w t+y)
(1) 幅值(振幅、最大值)Im
反映正弦量变化幅度的大小。
(2)角频率ω
相位变化的速度，反映正弦量变化快慢。
w2f 2T
u u 1 u 2 R e (2 U 1 e jw t) R e (2 U 2 e jw t) R e (2 U 1 e jw t2 U 2 e jw t) R e (2 (U 1 U 2 )e jw t)
U U1U2
U
故同频正弦量加减运算变成对应相量的加减运算。
b a
Im
b
A
|A|
A |A | A ajb 0
a Re
a | A| cosθ
b| A| sinθ
•用计算器实现复数代数形式和极坐标形式的转换
第280-194/9页/18
■
2.复数运算
(1)加减运算——采用代数形式
Im
图解法
若 A1=a1+jb1， A2=a2+jb2
精品课件-电路与电子技术(季顺宁-第8章
P8 加法计算器的设计与调试
图8-1-2 数字集成电路管脚号排布规律
P8 加法计算器的设计与调试
P8 加法计算器的设计与调试
P8 加法计算器的设计与调试
P8 加法计算器的设计与调试
P8 加法计算器的设计与调试
P8 加法计算器的设计与调试
P8 加法计算器的设计与调试
(3) 因为数字电路中只有0、1两种状态，所以便于长期
P8 加法计算器的设计与调试
(4) 在数字电路中重点研究的是输出信号和输入信号之 间的逻辑关系，以确定电路的逻辑功能。因此, 数字电路的研 究分为两个部分： 一是对电路的逻辑功能进行分析，称为逻 辑分析； 二是根据逻辑功能设计出满足功能要求的电路，称
A•B
1-8。它的逻辑功能是“有0出1，全1出0”
P8 加法计算器的设计与调试
图8-1-11 与非门逻辑符号
P8 加法计算器的设计与调试
表8-1-8 “与非”逻辑真值表
P8 加法计算器的设计与调试
2) 或非运算
或非运算是由或运算和非运算组合而成的，逻辑表达式为：
F=
A。或B非门逻辑符号见图8-1-12，逻辑真值表见表8-1-
P8 加法计算器的设计与调试
图8-1-16 举重判决电路模型
P8 加法计算器的设计与调试
表8-1-12 举重判决电路功能真值表
P8 加法计算器的设计与调试
1)
真值表具有如下特点： ① 真值表具有唯一性； ② 包含
所有的取值组合; ③ 直观、明了，可直接看出逻辑函数值和
变量取值之间的关系。
2)
把输入、输出之间的关系写成 “与”、“或”、“非”
“F等A于A非”。表8-1-7是非逻辑的真值表。
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UI R + R1
UO
当 Rf = R1 此电路称为反相器
U O U I
演示_运放反相器
②同相比例运算电路 连接特点 输入信号从同相端输入， 反馈电压从反相端输入， 形成电压串联负反馈。 I1 R1 I-
Rf 同相比例运算器 If + Rb U+ 什么反馈？ Uo
U+ UI -
R5 R3 V3 VO VO VO 5V VO ( 1 )U 3 U 3 R4 R5 R1 // R2
利用叠加原理：VO1=0, VO2 =0 同相比例运算电路
例：电路及输入波形如图所示，画出输出波形。 ui1/V 100kΩ ui1 3 t/s ui2 0 100kΩ ui2/V 0 -3 uO/V 3 0 -3
U O 2 5( U O1 U i )
R7 Uo2 10K
1V
+
A1
+
R6
A2
25t 5 R10 A3 + t 0.4( S )
R9 30K
Uo3
R2 100K
R4 20K
R8 15K
+ 2V -
A1：积分电路 A2：加法器
1 E U O1 Uidt R1C t 5t R1C R5 R5 U O 2 ( U O1 U i ) R3 R4
UO1 ( 1
Rf 2
UO= 1.8V
● 二、加减运算电路 ● 1、加法电路
加法电路
将多个输入电压相加的运算电路
连接特点
加法电路 R1 Rf
求和电路
UI1
在反相比例运算 电路基础上增加 几个输入支路。 Ii=0 虚断 UI2
I1
I2
I3 UI3
R2
R3 Ii +
If
Uo
U-= U+= 0
虚地
Ui +
UO1
A1
-
5kΩ R1
－
+
R2 10kΩ 6.8kΩ R4
UO2
-
A1为电压跟随器，虚短 A2为反相比例运算器，虚地 A3为同相比例运算器，虚短
A1
A2
A2
+
A3
20kΩ
UO
A3
R3
3.3kΩ 10kΩ R5
R6
UO1 U i R2 UO 2 UO1 R1 R6 UO ( 1 )U O 2 R5
例题 100kΩ + uO 加法器
A3
t/s
解：
33kΩ
uO (
t/s
Rf R1
ui 1
Rf R2
ui 2 )
uO ( ui 1 ui 2 )
例：电路及输入波形如图所示，画出输出波形。 ui1/V 100kΩ ui1 3 t/s 0 100kΩ ui2/V ui2 3 t/s 0 解： uO/V
积分电路应用
Um 1 uO U m sintdt RC cos t RC
ui Um
Um/ωRC
uO
输入正弦输出余弦
②时间延迟
如输入为阶跃电压，t≥0时uI=E值，且 电路中t=0时，uC(0)=0 uO(0)=0
积分电路应用 C iC uo
1 t E uO Edt t 0 R1C R1C
Rf R3
UI3 )
加法电路
当R1=R2=R3=R
Rf UO (U I 1 U I 2 U I 3 ) R
为保证运放两个输入端对地电阻相等： UI1 I1 I2 I3
Rb R f // R1 // R2 // R3
R1 R2 R3 Ii + Rf
特点：改变一个支路电阻时， 只改变该支路输入电压与输 UI2 出电压的比例关系，不改变 其他支路的比例关系。 UI3
必须由理想运放构成负反馈
1 Af F
U-=U+
I- =I+=0
② 工作在非线性区域 电路要求
闭环放大倍数只取决于反馈网 络 |U -－U+|=|UO|/Aod=0 IU偏置电流=0 虚短 + 虚断 U+ I+ 输出电压与输入电压不成正比
A Af 1 AF
UO
开环或理想运放构成正反馈
Rb
I f I1 I 2 I 3
U O U I1 U I 2 U I 3 Rf R1 R2 R3
输出电压为输入电压之和
Rf Rf Rf U O ( U I 1 U I 2 U I 3 ) R1 R2 R3
U O (
Rf R1
UI1
Rf R2
UI2
☆ 交作业 ☆ 今日作业
8-6、8-9 、8-14 、8-15
P250 习题 7-9
Ui
+
-
x
A
y
B C
UO
z
解：设中间变量。
+ + D
x Ui z y Ax U O By z Cy DUO
UO AB U i 1 AC ABD
第
8章
第8章
集成运算放大器的应用
第一节 运算器
U I 1 UO1= -1.2V
* A2为反相比例运算器、同相比例运算器并存。 叠加原理
U'O
Rf 2 R2
UO1
UO ( 1
Rf 2 R2
)U I 2 U O U O U O
)U I 2
UO
Rf 2
R2 R2 50 50 UO ( 1.2 ) ( 1 )0.8 100 100
Rf ’
Uo R1 U- Rf
U U I1
R Rf R1 f UI2 U I1 UO R1 R R1 R f R1 R f f
R1 UO R1 R f R1 R f
Rf
U U I 2
Rf
UI1
UO
R1 Rf
Rf Rf R1 UI2 U I1 UO R1 Rf R1 R f R1 R f
Rf R1 R2
+
If UO
代数求和电路
Rf R1 Rf
R2
Ui1
5
1
R1 20k
U1
I2
-
Ui2
U2
I3
R2 100k
Ui3
U3
R3
R’
图8.1.4 加法运算电路
Rf R3
2 R3 50k
则 R’=20kΩ//100kΩ//100kΩ//50kΩ≈11.1kΩ
例
理想运放电路如图所示，求输出电压UO的值。 A1 + R1 VO1 30KΩ R2 VO2 30KΩ R4 15KΩ R5 30KΩ R3 30KΩ A3 + VO
i1
+ uI -
R1
UU+ +
iC
uo
duC iC C dt
Rb
uI UI
1 uO uC C
特点：
uI 1 dt uI dt R1 R1C
输入电压与输出电压反相 输出电压是输入电压对时间的积分 积分的时间常数为R1C 演示_运放积分
t
uO t
积分电路应用 ①正弦波移相900 设： uI U m sin t 输出电压初始值为零
f 为使运放两个输入端对地电阻相等： R f R
减法电路
UO
Rf R1
(UI1 UI2 )
R1 R1
差模放大倍数： 例
Af
Rf R1
I1
UI1 UI2
差模信号 Rf
投影
R1
R1’
If
U-
+
I U+ i
Uo
Rf ’
代数求和运算电路 UI1 UI2 R3 50kΩ UI3 R4 200kΩ R1 5kΩ R2 5kΩ + Uo Rf 200kΩ
If
Uo
Rb
● 2、减法电路 输出电压与两输入电压之差成正比 连接特点 虚断 Ii=0 虚短 U -= U + 寻找UO与UI1UI2的关系 首先求U_： 叠加定理 减法电路
减法电路 差动输入比 例运算电路 Rf
同相输入端和反相输入 端都接有输入信号。
I1 R1 R1’
If
U-
UI1
UI2
+
I U+ i
理想运放电路如图所示，求输出电压UO的值。 Rf1 Rf2 100KΩ R1 100KΩ UO1 50KΩ R2 A1 UI1=0.6V 50KΩ + A2 33KΩ + Rb 33KΩ UI2=0.8V UI2=0.8 R3 * A1为反相比例运算器，虚地。
例
例题
Uo
U O1
Rf 1 R1
Rf (1 )U I R1
UI
Rb
+
Rf
UI Rb +
Uo UI Rb +
Uo
同相比例运算器 例
图中R1=20kΩ，要求Af=4，求Rf、Rb=?
Rf
解：
Af 1
Rf
R1 Rf 1 4 20
I1
R1 U-
I-
If Uo
R f 60k
+ UI -
+
Rb U+
为使运放的两个输入端对地电阻相等，要求
理想运放特点
开环差模输入电阻rid→ ∞