电路分析基础Chapter01 基尔霍夫定律和电阻元件.ppt

运算放大器是一种多端电子器件，最早开始应用于1940年，首先应用于模拟计算机上，作为基本运算单元，可以完成加减、积分和微分、乘除等数学运算。自1960年后，随着半导体集成工艺的发展，运算放大器逐步集成化，大大降低了成本，其应用远远超出了模拟计算机的界限，在信号运算、信号处理、信号测量及波形产生等方面获得广泛应用。 输入级要求其输入电阻高，能抑制干扰信号；中间级主要进行电压放大，要求其电压放大倍数高；输出级与负载相接，要求其输出电阻低，带负载能力强。 倒向端 电压跟随器，顾名思义，就是输出电压与输入电压是相同的，就是说，电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。　　电压跟随器的显著特点就是，输入阻抗高，而输出阻抗低，一般来说，输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻抗低，通常可以到几欧姆，甚至更低。 　　在电路中，电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。因为，电压放大器的输出阻抗一般比较高，通常在几千欧到几十千欧，如果后级的输入阻抗比较小，那么信号就会有相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候，就需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是，提高了输入阻抗，这样，输入电容的容量可以大幅度减小，为应用高品质的电容提供了前提保证。 　　电压跟随器的另外一个作用就是隔离，在HI-FI电路中，关于负反馈的争议已经很久了，其实，如果真的没有负反馈的作用，相信绝大多数的放大电路是不能很好的工作的。但是由于引入了大环路负反馈电路，扬声器的反电动势就会通过反馈电路，与输入信号叠加。造成音质模糊，清晰度下降，所以，有一部分功放的末级采用了无大环路负反馈的电路，试图通过断开负反馈回路来消除大环路负反馈的带来的弊端。但是，由于放大器的末级的工作电流变化很大，其失真度很难保证。　　在这里，电压跟随器的作用正好达到应用，把电路置于前级和功放之间，可以切断呀扬声器的反电动势对前级的干扰作用，使音质的清晰度得到大幅度提高。  * 集成运算放大电路采用反相输入方式时，电路结构是“电压并联负反馈放大器”，反相端为虚地，所以共模输入可视为0，对组成多级放大器有利，对运放共模抑制比要求较低。而同相输入方式是“电压串联负反馈放大器”，共模输入等于输入信号，组成多级放大器时，对运放的共模抑制比要求高，不容易实现。 就我个人而言，因为反相放大器的输入阻抗就是反相端的串联电阻，计算放大倍数的公式又简单，不是有特殊要求（如要高输入阻抗）时，自然选反相输入方式，习惯成自然。 3、理想运算放大器 条件： 1) i? = 0，i+ = 0 ，“虚断路” 2) A＝?，ud =0 ，“虚短路” * 应用举例1 is = i+ = 0 u0 = us 电压跟随器 * 应用举例2 倒相放大器 * 应用举例3 加法器 * 应用举例4 减法器 * §1-8 支路分析法 电路方程法 ——建立方程和求解方程的方法 电路方程法 支路分析法 节点分析法 回路分析法 支路电压法 支路电流法 根据所采用的网络变量分类： * 一. 支路电流法介绍 基本思路：以支路电流为变量 列写独立节点的KCL 方程 列写独立回路的KVL方程 联立求解方程组，得到各支路电流 注：利用元件的VCR关系，可将未知的支路电压用未知的支路电流来表示 * 假设电路有nt个节点、b条支路，若采用 支路电流法，一般求解变量的个数为b个， 则需列写b个独立方程 * (1) 选定各支路电流的参考方向, 列写独立的KCL方程 ① ② ③ 独立的KCL方程数目 n = nt ?1 ④ * 独立回路方程数目 l = b?n = b?(nt ?1) 对平面网络一组网孔是相互独立的 (2) 选择回路，标出回路绕行方向， 列写独立的KVL方程 回路1 回路2 回路3 * 二．含有电流源的电路的处理 1）选回路时不选含有电流源支路的回路。由于含电流源支路的支路电流等于电流源电流，故总方程数为（b-1） 2）增设电流源端电压，即增加一个未知量，方程总数为b * 例. 采用支路电流法求各支路电流 解1. 联立求解得： * 解2. 联立求解得： * 电路中的受控源在列写方程时与独立源一样对待， 如果控制变量不是支路电流，还应增加用支路电流 表示控制变量的补充方程。 例：求各支路电流 KCL KVL 补充方程： 三．含有受控源的电路的处理 * 例. 用支路分析法求解图示电路中的各支路电 流、受控电流源的端电压和输出端电压u0，设 R1 = 500 ?, R2=R3=1000 ?, ?=50, us = 5 V。 解法一：见教材P25 * 解法二. 不选择网孔，避免回路中含有受控电流源支路，从而减少了未知量。