第04章电路定理解说.ppt

4.8 含有理想运算放大器的电路分析 根据理想运放的性质，抓住以下两条规则： （a）倒向端和非倒向端的输入电流均为零 [ “虚断（路）”]: i- =i+ =0 ； （b）对于公共端（地），倒向输入端的电压与 非倒向输入端的电压相等 [ “虚短（路）”]: u-=u+ 。 1. 分析方法 合理地运用这两条规则，并与结点电压法相结合。 加法器 比例加法器：y =a1x1+a2x2+a3x3 ，符号如下图： ui1/R1+ ui2 /R2+ ui3 /R3 =-uo /Rf uo= -(Rf /R1 ui1 +Rf /R2 ui2+Rf /R3 ui3) u-= u+=0 i-=0 x1 a1 a2 a3 -1 -y y x2 x3 + _ uo R2 Rf i- u+ u- R1 R3 ui1 ui2 ui3 _ + ? + 2. 典型电路 非倒向比例器 u+= u-= ui i+= i-= 0 uo =[(R1 + R2)/R2 ] ui =(1+ R1/R2) ui (uo-u-)/R1= u-/R2 根据“虚短”和“虚断” uo与ui同相 当R2=?，R1=0时， uo=ui，为电压跟随器 输入、输出关系与运放本身参数无关。 结论 Ri ui R1 R2 u+ u- i- + _ uo + _ i+ _ + ? + 电压跟随器 ① 输入阻抗无穷大(虚断)； ② 输出阻抗为零； 应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。 ③ uo= ui。 电 路 A 电 路 B 特点 + _ + _ ui uo _ + ? + 例 可见，加入跟随器后，隔离了前后两级电路的相互影响。 A电路 R2 RL R1 + _ u2 + _ u1 + _ u1 R1 R2 RL + _ u2 _ + ? + B电路 减法运算 u-=u+ i-=i+=0 i1= if 解得： + _ uo R2 Rf i- u+ u- R1 R3 ui1 ui2 i1 if _ + ? + 求输出电压uo 解 例1 + _ uo _ + ? + + _ 4V 4R 2R i1 i2 u+ u- 倒向比例电路 求输出电压uo 解 例2 + _ uo + _ 6V R R i u+ u- R R _ + ? + + _ uo _ + ? + + _ 3V 3/2R R 化简电路 例3 求输出电压uo 解 + uo + 6V R _ + ? + 3V + R R R u4 u3 u2 u1 _ + ? + _ + ? + 方法一： 例3 求输出电压uo 解 + uo + 6V R _ + ? + 3V + R R R u4 u3 u2 u1 _ + ? + _ + ? + 方法二： 6V + - 3V + - uo + - u3 u4 R R R R 根据虚短路：u3=u4 结点电压法： 作业 4-1 4-2 4-4 4-6 4-9 4-10 4-11 4-14 4-15 4-20 习题解答 4-1答：A 4-2答：US1、US2分别作用下： (1) (2) 从上式知： 4-3答：先简化电路图，后利用分压公式 习题解答 4-4答：求ab端口开路电压 求等效电阻，电路置零后，在ab两端加电源。 解得： 习题解答 4-5答：利用特勒根定律2来求解，假设电源US的电流三种情况下分别为I1，I2，I3。 解得：I=1.5A 习题解答 4-6答：求RL两端开路电压UOC和等效电阻Req。 结果如图所示：UOC=12V，Req=3Ω 当RL=3Ω时，最大功率： 习题解答 4-7答：对电路进行 等效变换 （1）根据KVL列写方程 （2）设此时流过电流表的电流为I，方向从右到左 即电流表的读数为12/19mA （3）电流源的电压为 习题解答 4-8答：根据运算放大器的性质可知， 注意u+=u-=0，i+=i-=0 u1=6V，u2=3V， ， u3=u4 解得：u3=u4=1.5V，uO= -3V 习题解答 4-9答：求RL两端开路电压UOC 故： 求等效电阻Req，利用短路法求解，设短路电流为ISC，方向从上到下 解得： 当RL=18Ω时，最大功率： 习题解答 4-10答：求ab两端开路电压UOC 求ab两端短路电流ISC