电路分析5第五章2012
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第五章动态电路的分析5.2.1 动态电路初始条件的确立一、初始条件动态电路中,一般将换路时刻记为t=0,换路前的一瞬间记为t=0_,换路后的一瞬间记为t=0+,则电路变量在t=0+的值,称为初始值,也称初始条件。
二、换路定则如果在换路前后,电容电流或电感电压为有限值,则换路时刻电容电压和电感电流不跃变,即uC (0_)=uC(0+),iL(0_)=iL(0+)。
三、初始条件的计算(1)由换路前最终时刻即t=0_时的电路,求出电路的独立状态变量uC(0_)和iL (0_)。
从而根据换路定则得到uC(0+)和iL(0+);(2)画出t=0+时的等效电路。
在这一等效电路中,将电容用电压为uC(0+)的直流电压源代替,将电感用电流为iL(0+)的直流电流源代替;(3)由上述等效电路,用直流电路分析方法,求其他非状态变量的各初始值。
5.2.2 动态电路的时域分析法5.2.2.1一阶电路的响应一阶电路是指只含有一个独立储能元件的动态电路。
一、一阶电路的零输入响应零输入响应是指动态电路无输入激励情况下,仅由动态元件初始储能所产生的响应,它取决于电路的初始状态和电路的特性。
因此在求解这一响应时,首先必须掌握电容电压或电感电流的初始值,至于电路的特性,对一阶电路来说,则是通过时间常数τ来体现的。
零输入响应都是随时间按指数规律衰减的,这是因为在没有外施激励的条件下,原有的储能总是要衰减到零的。
在RC电路中,电容电压总是从uC (0+)单调地衰减到零的,其时间常数τ=RC,即uC(t)=uC(0+)e-t/τ;在RL电路中电感电流总是从iL,(0+)单调地衰减到零的,其时间常数τ=L/R,即iL (t)=iL(0+)e-t/τ,掌握了uC(t)和iL(t)后,就可以用置换定理将电容用电压值为uC (t)的电压源置换,将电感用电流值为iL(t)的电流源置换,再求电路中其他支路的电压或电流即可。
二、一阶电路的零状态响应零状态响应是动态电路在动态元件初始储能的零为情况下,仅由输入激励所引起的响应。
第五章集成运算放大电路及其应用【教学要求】本章主要叙述了集成运放内部电路的组成及作用;讨论了电流源电路、差分放大器等单元电路;同时介绍了集成运放的理想化条件及它的三种基本电路和运算、集成运放的应用电路及其特点和集成运放的非线性应用;教学内容、要求和重点如表5.1。
表5.1 教学内容、要求和重点【例题分析与解答】【例题5-1】差动放大器如图5-1所示。
已知三极管的β1=β2=50,β3=80,r bb’=100Ω,U BE1=U BE2=0.7V,U BE3=-0.2V,V CC=12V。
当输入信号U i=0时,测得输出U o=0。
1:估算T1、T2管的工作电流I c1、I c2和电阻R e的大小。
2:当U i=10mV时,估算输出U o的值图5-1解:1:由电路可知,当U i =0时,要保证U o =0V ,则电阻R e3上压降应为12V ,,由此可求得3c I :mA R U U I e cc o c 11212)(33==--=,T 3管的设计电流3E I 为:33c E I I ≈,而T 2管集电极电阻R c2上的压降2C R U 可近似为:V U R I U EB e E R C 2.32.0313332=+⨯=+⋅≈。
于是T 1、T 2管的集电极电流1C I 、2C I 为:)(32.0102.32212mA R U I I C RR C C C ====。
射极电阻R e 上的电流e R I 为:)(64.021mA I I I C C R e=+=。
若设T 1管基极电位U B1=0V ,则U E1=-0.7V ,射极电阻R e 为:)(7.1764.0127.0)(1Ω=+-=--=K I U U R e R CC E e2:U i =10mA 时,U o 的大小:由于电路的结构为单入、单出型,故将T 3管构成的后级电路输入电阻R i2作为差放级的负载考虑,其电压放大倍数A u1为:)(2)//(12211be b i c u r R R R A +=β;其中: )(24.432.026)501(1001Ω=⨯++=K r be ,3332)1(e be i R r R β++=; 而3be r 为: )(2.2126)801(1003Ω=⨯++=K r be ; 所以: )(2453)801(2.22Ω=⨯++=K R i电压放大倍数为:8.45)24.41(2)245//10(501=+⨯⨯=u AT3管构成的后级放大电路的电压放大倍数2u A 为:9.33812.21280)1(333332-=⨯=⨯-=++-=e be c u R r R A ββ当输入U i =10mA 时,电路输出电压U o 为:)(8.110)9.3(8.4521V U A A U i u u o -=⨯-⨯=⋅⋅=【例5-2】图5-2给出了采用两级运放电路实现的差分比例运算电路。