电容电感电压电流关系.ppt

§7－4电路应用，电路实验和计算机分析电路实例首先证明端接电容器的回转器等效为一个电感，再介绍由两个运算放大器构成的回转器可以将一个0.2μF电容变为0.2H的电感。然后介绍利用计算机程序来建立动态电路的微分方程。最后介绍用双踪示波器观察电容和电感电压电流波形的实验方法。第85页,共108页，星期六，2024年，6月例7－13证明图7－25所示单口网络等效为一个电感。一、回转器的应用图7-25在第五章中介绍了回转器的电压电流关系，现在介绍回转器可以将电容变换为电感，这在集成电路设计中十分有用。第86页,共108页，星期六，2024年，6月联立求解以上方程得到单口网络的电压电流关系列出电容的电压电流关系解：列出回转器的电压电流关系图7-25第87页,共108页，星期六，2024年，6月以上计算证明了回转器输出端接一个电容，其输入端的特性等效为一个电感，其电感值为当回转电导等于1时，电感值与电容值相同。图7-25第88页,共108页，星期六，2024年，6月例7－14含运算放大器的单口网络如图7－26所示，假如运算放大器工作于线性区域，证明单口网络的特性等效为一个L=0.2H的电感。图7－26第89页,共108页，星期六，2024年，6月解:在例5－8中已经证明了图7－26中的双口网络可以实现回转器的特性，其回转电导为将R=1kΩ代入上式得到回转电导为G=-10-3S，将G=-10-3S和C=0.2μF代入式(7－21)计算表明图7－26的单口网络的确等效为L=0.2H的电感。请观看教材光盘中的“回转器变电容为电感”实验录像。第90页,共108页，星期六，2024年，6月在幻灯片放映时，请用鼠标单击图片放映录像。第91页,共108页，星期六，2024年，6月二、计算机辅助电路分析动态电路分析的基本方法是建立并求解微分方程，而用笔算方法列出高阶动态电路的微分方程是十分困难的事情。符号网络分析程序SNAP可以计算动态电路电压电流的频域表达式，由此可以写出电路的微分方程，下面举例说明。第92页,共108页，星期六，2024年，6月例7－15利用SNAP程序列出图7－27(a)电路的微分方程。图7－27解:运行SNAP程序，读入图7－27(b)所示电路数据，计算电容电压，电感电流和电感电压，得到以下结果。第93页,共108页，星期六，2024年，6月L7-15CircuitData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V110UsL212LC323CR423R1R530R2独立结点数目=3支路数目=5-----结点电压,支路电压和支路电流-----R1UsU3(S)=-------------------------R1SCSL+R1R2SC+SL+R2+R1R1SCUs+UsI2(S)=-------------------------R1SCSL+R1R2SC+SL+R2+R1R1SCSLUs+SLUsU2(S)=-------------------------R1SCSL+R1R2SC+SL+R2+R1*****符号网