《具有多个端钮与外电路连接的元件称为多端元件本章先介绍一种常用的电阻双口元件--理想变压器然后介绍一种很有用的多端电子器件--运算放大器以及含运算放大器的电阻电路分析 第五章 理想变压器和运算放大器.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《具有多个端钮与外电路连接的元件称为多端元件本章先介绍一种常用的电阻双口元件--理想变压器然后介绍一种很有用的多端电子器件--运算放大器以及含运算放大器的电阻电路分析 第五章 理想变压器和运算放大器.ppt（87页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、具有多个端钮与外电路连接的元件，称为多端元件。本章先介绍一种常用的电阻双口元件-理想变压器，然后介绍一种很有用的多端电子器件-运算放大器以及含运算放大器的电阻电路分析。第五章 理想变压器和运算放大器 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望51理想变压器理想变压器电子和电力设备中广泛使用各种变压器，为了得到各电子和电力设备中广泛使用各种变压器，为了得到各种变压器的电路模型，需要定义一种称为理想变压器的电种变压器的电路模型，需要定义一种称为理想变压器的电路元件
2、。路元件。变压器初级电压为变压器初级电压为4V，次级电压为，次级电压为0.125V，变比为，变比为16。理想变压器是根据铁心变压器的电气特性抽象出来的理想变压器是根据铁心变压器的电气特性抽象出来的一种理想电路元件。在铁心变压器初级加上交流电压信号一种理想电路元件。在铁心变压器初级加上交流电压信号时，次级可以得到不同电压的交流信号。时，次级可以得到不同电压的交流信号。理想变压器的电压电流关系为：理想变压器的电压电流关系为：式中参数式中参数n称为变比。图中标注的一对称为变比。图中标注的一对 点是表示初级点是表示初级电压电压u1和次级电压和次级电压u2极性关系的符号。当极性关系的符号。当u1和和u2
3、的的+端均选端均选在标有在标有 点的端钮上时，表示点的端钮上时，表示u1和和u2极性相同。极性相同。理想变压器的符号如图所示，理想变压器的符号如图所示，其中其中1111端称为初级，端称为初级，2222端称为次级。端称为次级。理想变压器的符号如图所示。理想变压器的符号如图所示。当变压器的极性改变时当变压器的极性改变时理想变压器的电压电流关系为：理想变压器的电压电流关系为：表征理想变压器端口特性的表征理想变压器端口特性的VCR方程是两个线性代数方程是两个线性代数方程，因而理想变压器是一种线性双口电阻元件。与实际方程，因而理想变压器是一种线性双口电阻元件。与实际变压器不同。它既可工作于交流又可工作于
4、直流，对电压、变压器不同。它既可工作于交流又可工作于直流，对电压、电流的频率和波形没有任何限制。电流的频率和波形没有任何限制。当当u1和和u2参参考考方方向向的的“+”端端均均选选在在标标有有“”点点的的端端钮钮上上时时，如如图图(a)所所示示，表表示示u1和和u2极极性性相相同同，其其关关系系式式为为u1=nu2。当当u1和和u2参参考考方方向向的的“+”端端不不同同时时出出现现在在标标有有“”点点的的端端钮钮上上时时，如如图图(b)所示，表示所示，表示u1和和u2极性相反，其关系式为极性相反，其关系式为u1=nu2。当当i1和和i2参参考考方方向向的的箭箭头头同同时时指指向向标标有有“”点
5、点的的端端钮钮时时，如如图图(a)所所示示，其其关关系系式式i1=-ni2，式式中中的的负负号号表表示示i1或或i2的的实实际际方方向向与与参参考考方方向向相相反反。当当i1和和i2参参考考方方向向的的箭箭头头不不同同时时指指向标有向标有“”点的端钮时，如图点的端钮时，如图(b)所示，其关系式所示，其关系式i1=ni2。表表征征理理想想变变压压器器端端口口特特性性的的VCRVCR方方程程是是两两个个线线性性代代数数方方程程，因因而而理理想想变变压压器器是是一一种种线线性性双双口口电电阻阻元元件件。正正如如二二端端线线性性电电阻阻元元件件不不同同于于实实际际电电阻阻器器，理理想想变变压压器器这这
6、种种电电路路元元件件也也不不同同于于各各种种实实际际变变压压器器。例例如如用用线线圈圈绕绕制制的的铁铁心心变变压压器器对对电电压压、电电流流的的工工作作频频率率有有一一定定限限制制，而而理理想想变变压压器器则则是是一一种种理理想想化化模模型型。它它既既可可工工作作于于交交流流又又可可工工作作于于直直流流，对对电电压压、电电流流的的频频率率和和波波形形没没有有任任何何限限制制。将将一一个个含含变变压压器器的的实实际际电电路路抽抽象象为为电电路路模模型型时时，应应根根据据实实际际电电路路器器件件的的情情况况说说明明该该模模型型适适用用的范围。的范围。在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。此此式
7、式说说明明从从初初级级进进入入理理想想变变压压器器的的功功率率，全全部部传传输输到到次级的负载中，它本身既不消耗，也不储存能量。次级的负载中，它本身既不消耗，也不储存能量。理想变压器有两个基本性质：理想变压器有两个基本性质：1理理想想变变压压器器既既不不消消耗耗能能量量，也也不不储储存存能能量量，在在任任一一时刻进入理想变压器的功率等于零，即时刻进入理想变压器的功率等于零，即2当当理理想想变变压压器器次次级级端端接接一一个个电电阻阻R时时，初初级级的的输输入入电阻为电阻为n2R。图图52用外加电源法求得图示单口网络的输入电阻为用外加电源法求得图示单口网络的输入电阻为上式表明理想变压器不仅可以变
8、换电压和电流，也可上式表明理想变压器不仅可以变换电压和电流，也可以变换电阻。可以证明，式（以变换电阻。可以证明，式（55）的结论与理想变压器）的结论与理想变压器初、次级极性标记的位置无关，因此今后在这种情况下可初、次级极性标记的位置无关，因此今后在这种情况下可以不标出初、次级的极性。以不标出初、次级的极性。例例51求图求图5-3所示单口网络的等效电阻所示单口网络的等效电阻Rab。图图53解：先求理想变压器的次级负载电阻解：先求理想变压器的次级负载电阻由由RL=5k得到图得到图(b)所示电路，由此求得所示电路，由此求得图图53最后得到图最后得到图(c)所示电路。所示电路。例例52电路如图电路如图
9、5-4所示。欲使负载电阻所示。欲使负载电阻RL=8 得最大功得最大功率，求理想变压器的变比和负载电阻获得的最大率，求理想变压器的变比和负载电阻获得的最大功率。功率。图图54解：理想变压器端接负载电阻解：理想变压器端接负载电阻RL时的等效电阻为时的等效电阻为根据最大功率传输定理，根据最大功率传输定理，Ri获得最大功率的条件是获得最大功率的条件是求得求得得到图得到图(b)所示电路电阻所示电路电阻RL和和Ri获得的最大功率为获得的最大功率为在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。例例53求图求图5-5(a)所示单口网络的等效电阻所示单口网络的等效电阻Rab。解：理想变压器的方程为：解：理想变压器的
10、方程为：图图55用外加电源法求等效电阻。为了计算方便，在端口外用外加电源法求等效电阻。为了计算方便，在端口外加加1V电压源如图电压源如图(b)所示，用所示，用2b方程可求得：方程可求得：最后得到等效电阻最后得到等效电阻例例5-4用结点分析法再求图用结点分析法再求图5-5(a)所示单口网络的等效电阻。所示单口网络的等效电阻。解：采用外加电流源计算端口电压的方法求等效电阻。解：采用外加电流源计算端口电压的方法求等效电阻。图图55补充理想变压器的补充理想变压器的VCR方程：方程：求解方程可以得到求解方程可以得到解一：增加理想变压器电流解一：增加理想变压器电流i1和和i2变量来列写结点方程：变量来列写
11、结点方程：图图55解法二：根据理想变压器的解法二：根据理想变压器的VCR方程：方程：用两个相应的受控源代替理想变压器的两条支路，得用两个相应的受控源代替理想变压器的两条支路，得到图到图(b)电路。电路。图图56代入代入可解得可解得列出结点方程：列出结点方程：图图56 读者学习本小节时，可以观看教材光盘中读者学习本小节时，可以观看教材光盘中“铁铁心变压器波形心变压器波形”，“铁心变压器变比的测量铁心变压器变比的测量”，“铁铁心变压器变换电阻心变压器变换电阻”,“铁心变压器阻抗匹配铁心变压器阻抗匹配”，“铁心变压器的频率特性铁心变压器的频率特性”和和 “ACDC变换器变换器”等等实验录像。实验录像
12、。在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。名名 称称时间时间名名 称称时间时间1 1铁心变压器的电压波形铁心变压器的电压波形5:012 2铁心变压器的电压电流关系铁心变压器的电压电流关系2:403 3铁心变压器变比的测量铁心变压器变比的测量2:354 4铁心变压器的电阻变换铁心变压器的电阻变换1:355 5铁心变压器的阻抗匹配铁心变压器的阻抗匹配2:146 6铁心变压器的频率特性铁心变压器的频率特性4:057 7ACACDCDC变换器变换器2:488 8运算放大器实验运算放大器实验1:569 9运放加法电路运放加法电路2:531010运放减法电路运放减法电路2:081111运放跟随器的应用运
13、放跟随器的应用2:581212负阻变换器实验负阻变换器实验2:341313负阻振荡器负阻振荡器1:091414回转器变电阻为电导回转器变电阻为电导2:06根据教学需要，用鼠标点击名称的方法放映相关录像。根据教学需要，用鼠标点击名称的方法放映相关录像。郁金香52运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型一、运算放大器一、运算放大器运算放大器简称运放，是一种多端集成电路，通常由运算放大器简称运放，是一种多端集成电路，通常由数十个晶体管和一些电阻构成。现已有上千种不同型号的数十个晶体管和一些电阻构成。现已有上千种不同型号的集成运放，是一种价格低廉、用途广泛的电子器件。早期，集成运放，是一种价格低廉、用
14、途广泛的电子器件。早期，运放用来完成模拟信号的求和、微分和积分等运算，故称运放用来完成模拟信号的求和、微分和积分等运算，故称为运算放大器。现在，运放的应用已远远超过运算的范围。为运算放大器。现在，运放的应用已远远超过运算的范围。它在通信、控制和测量等设备中得到广泛应用。它在通信、控制和测量等设备中得到广泛应用。运放器件的电气图形符号如图运放器件的电气图形符号如图(a)所示。运放在正常工所示。运放在正常工作时，需将一个直流正电源和一个直流负电源与运放的电作时，需将一个直流正电源和一个直流负电源与运放的电源端源端E+和和E-相连相连图图(b)。两个电源的公共端构成运放的外。两个电源的公共端构成运放
15、的外部接地端。部接地端。图图57运放与外部电路连接的端钮只有四个：两个输入端、运放与外部电路连接的端钮只有四个：两个输入端、一个输出端和一个接地端，这样，运放可看为是一个四端一个输出端和一个接地端，这样，运放可看为是一个四端元件。图中元件。图中i-和和i+分别表示进入反相输入端和同相输入端的分别表示进入反相输入端和同相输入端的电流。电流。io表示进入输出端的电流。表示进入输出端的电流。u-、u+和和uo分别表示反相分别表示反相输入端、同相输入端和输出端相对接地端的电压。输入端、同相输入端和输出端相对接地端的电压。ud=u+-u-称为差模输入电压。称为差模输入电压。运运放放工工作作在在直直流流和
16、和低低频频信信号号的的条条件件下下，其其输输出出电电压压与与差差模模输输入入电电压压的的典典型型转转移移特特性性曲曲线线uo=f(ud)如如图图所所示示。该该曲曲线有三个明显的特点：线有三个明显的特点：图图581uo和和ud有不同的比例尺度：有不同的比例尺度：uo用用V;ud用用mV。2.在在输输入入信信号号很很小小(|ud|)的区域，曲线的区域，曲线f(ud)饱和于饱和于uo=Usat。Usat称为饱和电压，其量值比电源电压低称为饱和电压，其量值比电源电压低2V左右，左右，例如例如E+=15V,E-=-15V，则，则+Usat=13V,-Usat=-13V左右。工作左右。工作于饱和区的运放，
17、其输出特性与电压源相似。于饱和区的运放，其输出特性与电压源相似。综上所述，运放在直流和低频应用时，其端电压电流综上所述，运放在直流和低频应用时，其端电压电流方程为：方程为：式式中中IB-和和IB+是是反反相相输输入入端端和和同同相相输输入入端端的的输输入入偏偏置置电电流流，其其量量值值非非常常小小，通通常常小小于于10-7A，可可以以近近似似认认为为等等于于零零。uo=f(ud)是是输输出出电电压压uo对对差差模模输输入入电电压压ud的的转转移移特特性性。下下面面介绍运算放大器的两种电路模型。介绍运算放大器的两种电路模型。二、有限增益的运算放大器模型二、有限增益的运算放大器模型有限增益运放模型
18、的符号和转移特性曲线如图有限增益运放模型的符号和转移特性曲线如图5-9所示。所示。图图59由于实际运放的输入电流非常小，可以认为由于实际运放的输入电流非常小，可以认为i-=i+=0，这意味着运放的输入电阻为无限大，相当于开路。图这意味着运放的输入电阻为无限大，相当于开路。图59(b)所示转移特性曲线是图所示转移特性曲线是图58实际运放转移特性曲线的实际运放转移特性曲线的分段线性近似。有限增益运放模型可以由以下方程描述：分段线性近似。有限增益运放模型可以由以下方程描述：有有限限增增益益模模型型可可以以工工作作于于三三个个不不同同的的区区域域时时，其其电电路路模型，分别如图模型，分别如图(a)、(
19、b)、(c)所示。所示。1线性区线性区当当|ud|时，时，uo=+Usat，运放的输出端口等效于一个直，运放的输出端口等效于一个直流电压源，如图流电压源，如图(b)所示。所示。3负饱和区负饱和区当当udR1时，输出电压的幅度比输入电压幅度大，该电时，输出电压的幅度比输入电压幅度大，该电路是一个电压放大器。式（路是一个电压放大器。式（512）中的负号表示输出电压）中的负号表示输出电压与输入电压极性相反，故称为反相放大器。与输入电压极性相反，故称为反相放大器。例如例如,R1=1k,Rf=10k,uin(t)=8cos tmV时，输出电压时，输出电压为为三、同相放大器三、同相放大器利用理想运放的虚短
20、路特性，写出图示电路中结点利用理想运放的虚短路特性，写出图示电路中结点的的KCL方程方程解得解得图图516由于输出电压的幅度比输入电压的幅度大，而且极性由于输出电压的幅度比输入电压的幅度大，而且极性相同，故称为同相放大器。相同，故称为同相放大器。例如例如R1=1k,Rf=10k,uin(t)=8cos tmV时，输出电压时，输出电压为为在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。四、加法运算电路四、加法运算电路利用理想运放的虚短路特性，写出图示电路中结点利用理想运放的虚短路特性，写出图示电路中结点的的KCL方程方程图图517当当R1=R2=R时，上式变为时，上式变为该电路输出电压幅度正比于两个输
21、入电压之和，实现该电路输出电压幅度正比于两个输入电压之和，实现了加法运算。当了加法运算。当R3 R1=R2时，还能起反相放大作用，是一时，还能起反相放大作用，是一种加法放大电路。种加法放大电路。解得解得在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。五、负阻变换器五、负阻变换器 用外加电源法求出用外加电源法求出a、b两端的两端的VCR关系关系,从而求得输从而求得输入电阻入电阻Rab。利用理想运放的虚短路特性，再用观察法列出。利用理想运放的虚短路特性，再用观察法列出图图518得到得到代入代入KVL方程方程解得解得当当R1=R2时时例如例如R1=R2=1k,Rf=10k,Usat=10V，且运放输入端，
22、且运放输入端ab两点间电压两点间电压u0.5V时，时，Rab=-10k。上式表明该电路可将正电阻上式表明该电路可将正电阻Rf变换为一个负电阻。为了变换为一个负电阻。为了实现负电阻，要求运放必须工作于线性区，即实现负电阻，要求运放必须工作于线性区，即，由由式式(515)可求得负电阻上的电压应满足可求得负电阻上的电压应满足例例55图图519(a)电路中的运放工作于线性区，试用叠加定电路中的运放工作于线性区，试用叠加定理计算输出电压理计算输出电压uo。解：工作于线性区的运放模型是线解：工作于线性区的运放模型是线性电阻元件，可以应用叠加定理。性电阻元件，可以应用叠加定理。图图(b)是一个反相放大器，求
23、得是一个反相放大器，求得图图(c)是一个同相放大器电路，求得是一个同相放大器电路，求得该电路的输出正比于两个电压之该电路的输出正比于两个电压之差，是一个减法放大电路。差，是一个减法放大电路。XT5-14 circuit data 元件 支路 开始 终止 控制 元 件 元 件 类型 编号 结点 结点 支路 符 号 符 号 V 1 1 0 Us1 OA 2 1 2 3 3 0 R 4 2 0 Rf R 5 2 3 R1 R 6 3 4 R1 R 7 4 6 Rf V 8 5 0 Us2 OA 9 4 5 10 6 0 独立结点数目=6 支路数目=10 -结 点 电 压,支 路 电 压 和 支 路
24、电 流-RfUs2+R1Us2-R1Us1-RfUs1 V6 =-R1 -独立电源 V 1=Us1 单独作用-R1-Rf V6/Us=-R1 -独立电源 V 8=Us2 单独作用-Rf+R1 V6/Us=-R1*符 号 网 络 分 析 程 序(SNAP 2.11)成电 七系-胡翔骏*习题5-14514 电路中的运放工作于线性区，试用叠加定理求输出电压的表达式。在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。名名 称称时间时间名名 称称时间时间1 1铁心变压器的电压波形铁心变压器的电压波形5:012 2铁心变压器的电压电流关系铁心变压器的电压电流关系2:403 3铁心变压器变比的测量铁心变压器变比的测
25、量2:354 4铁心变压器的电阻变换铁心变压器的电阻变换1:355 5铁心变压器的阻抗匹配铁心变压器的阻抗匹配2:146 6铁心变压器的频率特性铁心变压器的频率特性4:057 7ACACDCDC变换器变换器2:488 8运算放大器实验运算放大器实验1:569 9运放加法电路运放加法电路2:531010运放减法电路运放减法电路2:081111运放跟随器的应用运放跟随器的应用2:581212负阻变换器实验负阻变换器实验2:341313负阻振荡器负阻振荡器1:091414回转器变电阻为电导回转器变电阻为电导2:06根据教学需要，用鼠标点击名称的方法放映相关录像。根据教学需要，用鼠标点击名称的方法放映
26、相关录像。郁金香54电路应用和计算机分析电路实例电路应用和计算机分析电路实例首先介绍运放跟随器的应用。再介绍用运算放大器实首先介绍运放跟随器的应用。再介绍用运算放大器实现负阻变换器和回转器。最后介绍一个实际的现负阻变换器和回转器。最后介绍一个实际的ACDC变变换器。换器。一、运放跟随器的应用一、运放跟随器的应用 由由运运算算放放大大器器构构成成的的电电压压跟跟随随器器，其其输输入入电电阻阻为为无无穷穷大大，输输出出电电阻阻为为零零，将将它它插插入入在在两两个个网网络络之之间间，可可以以避避免免它它们们的的互互相相影影响响，在在实实际际电电路路设设计计中中经经常常采采用用。下下面面举举例例加加以
27、以说明。说明。解：网络解：网络N1和和N2的转移电压比为的转移电压比为例例5-6电路如图电路如图515所示，试计算开关接在所示，试计算开关接在a和和a 位置，位置，及接在及接在b和和b 位置时的转移电压比位置时的转移电压比uo/uin。图图520开开关关S1、S2接接在在a、a 时时，在在N1和和N2间间插插入入电电压压跟跟随随器器，不不会会影影响响u1和和H1的的值值，又又由由于于跟跟随随器器的的输输出出电电阻阻为为零零，N2的的接接入入不不会会影影响响u2的的值值，即即u1=u2。该该电电路路总总的的转转移移电电压压比为比为开关开关S1、S2接在接在b、b 时，时，N1和和N2直接相连，由
28、于直接相连，由于N2输入电阻对输入电阻对N1的影响，的影响，H1将会变化，总转移电压比为将会变化，总转移电压比为由此例可见，使用缓冲器可以隔离两个电路的相互影由此例可见，使用缓冲器可以隔离两个电路的相互影响，从而简化了电路的分析与设计。响，从而简化了电路的分析与设计。在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。二、负阻变换器的实现和应用二、负阻变换器的实现和应用实实际际电电阻阻器器的的电电阻阻值值是是正正值值，包包含含晶晶体体管管和和集集成成电电路路的的电电路路模模型型中中会会出出现现受受控控源源，可可能能得得到到负负电电阻阻。下下面面根根据据图图518所所示示负负阻阻变变换换器器的的电电路路模
29、模型型，用用实实验验来来证证明明由由运运算算放放大大器器和和一些电阻器组成的电路可以实现负电阻。一些电阻器组成的电路可以实现负电阻。图图518例例5-7试用运放试用运放(例如例如LM741)、电阻器和电位器构成一、电阻器和电位器构成一个线性电阻器，其阻值从个线性电阻器，其阻值从-10k 到到+10k 连续可调。连续可调。图图521解解：由由图图518所所示示电电路路模模型型，画画出出图图5-21所所示示电电原原理理图图。在在实实验验室室按按图图接接线线，并并接接通通电电源源，则则在在ad两两点点间间形形成成一个一个Rad=-Rf=-10k 的线性电阻器。的线性电阻器。为为得得到到一一个个从从-
30、10k 到到+10k 可可连连续续变变化化的的电电阻阻，将将一一个个20k 电电位位器器用用作作可可变变电电阻阻器器与与上上述述负负电电阻阻串串联联，其其总总电阻为电阻为当电位器滑动端从当电位器滑动端从b点向点向c点移动时，点移动时，Rbd则从则从-10k 到到+10k 连续变化。连续变化。为了证实图为了证实图521电路确能实现一个负电阻器，可以用普电路确能实现一个负电阻器，可以用普通万用电表的电阻挡间接测量负电阻通万用电表的电阻挡间接测量负电阻Rad。万用电表虽不能直。万用电表虽不能直接测量负电阻，但可将万用电表接在接测量负电阻，但可将万用电表接在bd两点间，调整电位器两点间，调整电位器滑动
31、端，令其读数为滑动端，令其读数为0，即，即Rbd=0，由上式得到，由上式得到只需用万用电表测量电位器只需用万用电表测量电位器ab两点间的正电阻两点间的正电阻Rab，就能，就能求得负电阻求得负电阻Rad。用上述方法。用上述方法,可以确认图可以确认图521电路电路bd两点间两点间能实现一个从能实现一个从-10k连续变化到连续变化到+10k的可变电阻器。我们还的可变电阻器。我们还可以用半导体管特性图示仪来观测图可以用半导体管特性图示仪来观测图521电路电路bd两点的两点的VCR特性曲线，从而说明图特性曲线，从而说明图521电路可以实现负电阻。电路可以实现负电阻。在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录
32、像。三、回转器的实现和应用三、回转器的实现和应用回转器回转器(Gyrator)的是现代网络理论中使用的一种双口的是现代网络理论中使用的一种双口电阻元件，其元件符号如图电阻元件，其元件符号如图522所示：所示：图图522回转器的电压电流关系如式回转器的电压电流关系如式(518)所示，式中的参数所示，式中的参数G称为回转电导。称为回转电导。在回转器的次级端接一个电阻时，如图在回转器的次级端接一个电阻时，如图523(a)所示，所示，其初级的等效电阻为一个电导。其初级的等效电阻为一个电导。图图523显然，当回转电导显然，当回转电导G=1S时，时，Rab=GL=1/RL，例如，例如RL=10时，时，Ra
33、b=0.1。在第七章，将证明在回转器次级端接一个电容时，。在第七章，将证明在回转器次级端接一个电容时，其初级等效为一个电感。其初级等效为一个电感。例例58证明图证明图524电路可以实现一个回转器，其回转电电路可以实现一个回转器，其回转电导为导为G=-1/R。假设运算放大器工作于线性区域。假设运算放大器工作于线性区域。图图524在端口外加两个电流源，计算端口电压电流关系式。注在端口外加两个电流源，计算端口电压电流关系式。注意到运算放大器输入端的虚短路特性导致意到运算放大器输入端的虚短路特性导致v2=v1=u1，列出结，列出结点点1和和2的结点方程的结点方程求解方程得到求解方程得到v3=2 u1以
34、及以及i1和和u2关系的方程关系的方程解解回转电导为回转电导为G=-1/R的回转器，其电压电流关系为的回转器，其电压电流关系为注意到注意到v4=v6=u2和和v3=2 u1，列出结点，列出结点6和和4的结点方程的结点方程求解方程得到求解方程得到 方程方程(1)和和(2)正好构成了回转正好构成了回转电导为电导为G=-1/R的回转器电压的回转器电压电流关系。电流关系。circuit data 元件 支路 开始 终止 控制 元 件 元 件 类型 编号 结点 结点 支路 符 号 符 号 V 1 0 1 -U1 V 2 0 6 -U2 R 3 1 3 R R 4 2 0 R R 5 2 3 R R 6
35、1 6 R OA 7 2 1 8 3 0 R 9 3 4 R R 10 4 5 R R 11 5 6 R OA 12 4 6 13 5 0 独立结点数目=6 支路数目=13 -结 点 电 压,支 路 电 压 和 支 路 电 流-U2 I1 =-R U1 I2 =-R *符 号 网 络 分 析 程 序(SNAP 2.11)成电 七系-胡翔骏*用符号网络分析程序用符号网络分析程序SNAP来计算，得到相同结果。来计算，得到相同结果。在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。四四ACDC变换器变换器 便便携携式式电电子子设设备备可可以以用用电电池池工工作作，也也可可以以用用交交流流电电工工作作。在在交
36、交流流电电工工作作时时，它它是是通通过过一一个个ACDC变变换换器器(ACDCAdapter)将将交交流流电电变变换换为为直直流流电电提提供供给给电电子子设设备备工工作作的的。下下面面介介绍绍一一种种供供一一般般半半导导体体收收音音机机使使用用的的AC变变换换器器，其其电电原原理理图图如如图图525所所示示。ACDC变变换换器器电电路路由由变变压压，整整流流和和滤滤波波三三部部分分电电路路组组成成，第第一一部部分分是是用用降降压压变变压压器器将将110V或或220V50Hz或或60Hz的交流电变换为几伏十几伏的低压交流电。的交流电变换为几伏十几伏的低压交流电。第第二二部部分分是是通通过过四四个
37、个半半导导体体二二极极管管将将双双向向正正弦弦交交流流电电变变换换为为单单向向整整流流波波形形(请请参参考考第第二二章章例例218)，这这种种全全波波整整流流波波形形包包含含直直流流分分量量和和谐谐波波分分量量(请请参参考考第第十十章章第第八八节节)。第第三三部部分分是是利利用用大大容容量量的的电电解解电电容容器器滤滤除除整整流流波波形形的的谐谐波波分分量量，得得到到脉脉动动的的直直流流电电，供供给给电电子子设设备备使使用用(请请参参考考第第十十二二章章第第二二节节)，1456型型变变换换器器可可以以输输出出3V，4.5V，6V，7.5V，9V和和12V的的直直流流电电压压，输输出出电电流流可
38、可达达300mA，供供半半导导体体收收音音机机等等小小型型电电子子设设备备使使用用。AC变变换换器器的的结结构构和和波波形形，请请观观看看教教材材所所附附光光盘盘中中的的“ACDC变变换换器器”的的录录像和幻灯片。像和幻灯片。在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。名名 称称时间时间名名 称称时间时间1 1铁心变压器的电压波形铁心变压器的电压波形5:012 2铁心变压器的电压电流关系铁心变压器的电压电流关系2:403 3铁心变压器变比的测量铁心变压器变比的测量2:354 4铁心变压器的电阻变换铁心变压器的电阻变换1:355 5铁心变压器的阻抗匹配铁心变压器的阻抗匹配2:146 6铁心变压器的
39、频率特性铁心变压器的频率特性4:057 7ACACDCDC变换器变换器2:488 8运算放大器实验运算放大器实验1:569 9运放加法电路运放加法电路2:531010运放减法电路运放减法电路2:081111运放跟随器的应用运放跟随器的应用2:581212负阻变换器实验负阻变换器实验2:341313负阻振荡器负阻振荡器1:091414回转器变电阻为电导回转器变电阻为电导2:06根据教学需要，用鼠标点击名称的方法放映相关录像。根据教学需要，用鼠标点击名称的方法放映相关录像。摘摘要要1理想变压器是一种线性电阻双口元件，它是构成各种实际理想变压器是一种线性电阻双口元件，它是构成各种实际变压器电路模型的
40、基本元件。理想变压器既不消耗也不储存能变压器电路模型的基本元件。理想变压器既不消耗也不储存能量，常用来变换电阻、电压和电流。量，常用来变换电阻、电压和电流。2理理想想变变压压器器端端口口电电压压电电流流采采用用关关联联参参考考方方向向的的情情况况下下，其其电压电流关系式由以下两个代数方程描述电压电流关系式由以下两个代数方程描述3运放是一种多用途的多端电子器件，已得到广泛应用。运放是一种多用途的多端电子器件，已得到广泛应用。在直流和低频条件下工作的运放，其电路模型是一个四端电阻在直流和低频条件下工作的运放，其电路模型是一个四端电阻元件。运放的工作区分为线性工作区，正饱和区和负饱和区，元件。运放的工作区分为线性工作区，正饱和区和负饱和区，其电压电流关系由以下三个代数方程描述其电压电流关系由以下三个代数方程描述4理想运放模型的电压电流关系由以下三个代数方程描述理想运放模型的电压电流关系由以下三个代数方程描述采用理想运放模型可以简化含运放电路的分析。采用理想运放模型可以简化含运放电路的分析。郁金香