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第十一章11.1何谓开循环控制系统？何谓闭循环系统？两者各有什么优缺点？系统只有控制量(输出量)的单向控制作用,而不存在被控制量的影响和联系,这称之为开环控制系统.优点是结构简单能满足一般的生产需要.缺点是不能满足高要求的生产机械的需要.负反馈控制系统是按偏差控制原理建立的控制系统,其特点是输入量与输出量之间既有正向的控制作用,又有反向的反馈控制作用,形成一个闭环控制系统或反馈控制系统.缺点是结构复杂,优点可以实现高要求的生产机械的需要.11.2什么叫调速范围、静差度？它们之间有什么关系？怎样才能扩大调速范围。
电动机所能达到的调速范围,使电动机在额定负载下所许可的最高转速何在保证生产机械对转速变化率的要求前提下所能达到的最低转速之比(D).转速变化率即调速系统的静差度电动机有理想空载到额定负载时转速降与理想空载转速的比值(S) 两者之间的关系时D=nmax S2/ΔnN(1-S2),在保证一定静差度的前提下,扩大系统调速范围的方法是提高电动机的机械特性的硬度以减小ΔnN11.3生产机械对调速系统提出的静态、动态技术的指标有哪些？为什么要提出这些技术指标？生产机械对调速系统提出的静态技术的指标有静差度,调速范围,调速的平滑性.动态技术指标有最大超调量,过渡过程时间,振荡次数.因为机电传动控制系统调速方案的选择,主要是根据生产机械对调速系统提出的调速指标来决定的.11.4为什么电动机的调速性质应与生产机械的负载特性想适应？两者如何配合才能算适应。
电动机在调速过程中,在不同的转速下运行时,实际输出转矩和输出功率能否达到且不超过其润许长期输出的最大转矩和最大功率,并不决定于电动机本身,而是决定于生产机械在调速过程中负载转矩及负载功率的大小和变化规律,所以,为了使电动机的负载能力得到最充分的利用,在选择调速方案时,必须注意电动机的调速性质与生产机械的负载特性要适合.负载为恒转矩型的生产机械应近可能选择恒转矩性质的调速方法,且电动机的额定转矩应等于或略大于负载转矩,负载为转矩恒功率型的生产机械应尽可能选用恒功率性质的调速方法,且电动机的额定功率应等于或略大于生产机械的负载转矩.11.5有一直流调速系统，其高速时理想的空载转速n01=1480r/min,低速时的理想空载转速n 02=157/min,额定负载时的转矩降ΔnN=10 r/min,试画出该系统的静特性.求调速范围和静差度。
运算放大器工作原理运算放大器基本上可以算得上是模拟电路的基本需要了解的电路之一，而要想更好用好运放，透彻地了解运算放大器工作原理是无可避免，但是运放攻略太多，那不妨来试试这篇用电路图作为主线的文章来带你领略运算放大器的工作原理吧。
本文引用地址：1.运算放大器工作原理综述：运算放大器组成的电路五花八门，令人眼花瞭乱，在分析运算放大器工作原理时倘没有抓住核心，往往令人头大。
本文收集运放电路的应用电路，希望看完后有所收获。
但是在分析各个电路之前，还是先回忆一下两个运放教材里必教的技能，就是“虚短”和“虚断”。
“虚短”是指在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称虚短。
显然不能将两输入端真正短路。
“虚断”是指在分析运放处于线性状态时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性称为虚假开路，简称虚断。
显然不能将两输入端真正断路。
2.运算放大器工作原理经典电路图一图一运算放大器的同向端接地=0V，反向端和同向端虚短，所以也是0V，反向输入端输入电阻很高，虚断，几乎没有电流注入和流出，那么R1和R2相当于是串联的，流过一个串联电路中的每一只组件的电流是相同的，即流过R1的电流和流过R2的电流是相同的。
流过R1的电流I1 = (Vi - V-)/R1 ……a 流过R2的电流I2 = (V- - Vout)/R2 ……b V- = V+ = 0 ……c I1 = I2 ……d 求解上面的初中代数方程得Vout = (-R2/R1)*Vi 这就是传说中的反向放大器的输入输出关系式了。
3.运算放大器工作原理经典电路图二图二中Vi与V-虚短，则 Vi = V- ……a 因为虚断，反向输入端没有电流输入输出，通过R1和R2 的电流相等，设此电流为I，由欧姆定律得：I = Vout/(R1+R2) ……b Vi等于R2上的分压，即：Vi = I*R2 ……c 由abc式得Vout=Vi*(R1+R2)/R2 这就是传说中的同向放大器的公式了。
11负反馈放大电路自我检测题一．选择和填空1．放大电路中的反馈是指 B 。
（A ．反馈网络从放大电路输出回路中取出的信号，B ．反馈到放大电路输入回路的信号，C ．反馈到输入回路的信号与反馈网络从放大电路输出回路中取出的信号之比。
）2．反馈量越大，则表示A 。
（A ．反馈越强，B ．反馈越弱。
） 3．所谓交流负反馈是指 B 的反馈。
（A ．放大倍数A为负数， B ．A 变小，C ．A 变大。
） 4．负反馈放大电路中的反馈信号f X 与净输入量idX 应该是 A 。
（A ．同相位 ，B ．反相位，C ．可以同相位也可以反相位。
）5．所谓放大电路的开环是指 C .。
（A ．无负载 ，B ．无信号源，C ．无反馈通路，D ．无电源。
） 6．直流负反馈是指 C 。
（A ．只存在于直接耦合电路中的负反馈，B ．放大直流信号时才有的负反馈，C ．直流通路中的负反馈。
）7．构成放大电路反馈通路的 C 。
（A ．只能是电阻、电容或电感等无源元件，B ．只能是晶体管、集成运放等有源器件，C ．可以是无源元件，也可以是有源器件。
）8．串联负反馈要求信号源阻R s B 。
（A ．尽可能大，B ．尽可能小， C ．大小适中。
） 9．电压负反馈要求负载电阻R L A 。
（A ．尽可能大，B ．尽可能小 ， C ．大小适中。
） 10．负反馈放大电路中的回路增益A F 应是 A 。
（A ．大于0，B ．小于0，C ．大于0或小于0。
） 11．负反馈放大电路产生自激振荡的条件是 B 。
（A ．id f X X ， B ．idf X X ） 12．直接耦合放大电路引入负反馈后 B 。
（A ．只可能出现低频自激， B ．只可能出现高频自激 ，C ．低、高频自激均有可能出现。
）二．判断题（正确的在括号画√，错误的画×）1．在负反馈放大电路中，在反馈系数较大的情况下，只有尽可能地增大开环放大倍数，才能有效地提高闭环放大倍数。
《电路与电子学实验》思考题解答实验一 叠加定理的验证1．在叠加定理实验中，1U 和2U 单独作用应如何操作？可否直接将不作用的电源（1U 或2U ）短接置零？答：1U 单独作用时，应将电源2U 关闭（或移除），然后再将电压源2U 的位置上用导线短接；2U 单独作用时，应将电源1U 关闭（或移除），然后再将电压源1U 的位置上用导线短接。
不能直接将不作用的电源短接置零。
2．实验电路中，若有一个电阻改为二极管，试问叠加原理的迭加性与齐次性还成立吗？为什么？答：不成立。
二极管是非线性元件，叠加原理适用于线性电路，不适用于非线性电路。
3．电阻所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用实验数据进行计算并得出结论。
答：不能。
实验二 戴维南定理的验证1．根据戴维南定理，求出图11.2.3（a ）所示电路中单口网络（虚线所框部分）的开路电压U oc 、等效电阻R o 以及短路电流I sc ，并与实验所测值进行比较，分析误差产生的原因。
答：3411324()O C R R U U R R R R =-++24112341234()////SC R R U I R R R R R R R R =-+++1324////O R R R R R =+或SCOC O I U R =2．若如图11.2.3（a ）所示电路中的单口网络（虚线所框部分）含有二极管时，戴维南定理还成立吗？为什么？答：不成立，戴维南定理不适用于非线性单口网路。
3．比较几种测量有源线性单口网络等效内阻的方法，分析其优缺点。
答：（1）开路电压-短路电流法。
在线性有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压U oc ，然后再将其输出端短路，测其短路电流I sc ，且内阻为：R o =U o /I sc 。
该方法不宜测量等效电阻很低的有源线性单口网络。
（2）直接测量法。
将被测线性有源网络内的所有独立源置零，然后用万用表的欧姆档去测负载开路后a 、b 两点间的电阻值，此值即为被测网络的等效电阻R o 。
第10章电子电路中常用的元件习题参考答案一、填空题：1. PN结的单向导电性指的是PN结正向偏置时导通，反向偏置时阻断的特性。
2. 硅晶体管和锗晶体管工作于放大状态时，其发射结电压U BE分别为0.7V 和0.3 V。
3. 晶体三极管有两个PN结，分别是发射结和集电结，分三个区域饱和区、放大区和截止区。
晶体管的三种工作状态是放大状态、饱和状态和截止状态。
4. 一个NPN三极管发射结和集电结都处于正偏，则此三极管处于饱和状态；其发射结和集电结都处于反偏时，此三极管处于截止状态；当发射结正偏、集电结反偏时，三极管为放大状态。
5. 物质按导电能力强弱可分为导体、绝缘体和半导体。
6. 本征半导体掺入微量的三价元素形成的是P型半导体，其多子为空穴。
7. 某晶体三极管三个电极的电位分别是：V1＝2V，V2＝1.7V，V3＝－2.5V，可判断该三极管管脚“1”为发射极，管脚“2”为基极，管脚“3”为集电极，且属于锗材料PNP型三极管。
8. 稳压管是一种特殊物质制造的面接触型硅二极管，工作在特性曲线的反向击穿区。
二、判断题：1.在P型半导体中，空穴是多数载流子，电子是少数载流子。
（对）2. 二极管两端加上正向电压就一定会导通。
（错）3. 用万用表测试晶体管好坏时，应选择欧姆档中比较大的量程。
（错）4. PNP管放大电路中，U CC的极性为负，说明发射结反偏，集电结正偏。
（错）5. 晶体管可以把小电流放大成大电流。
（对）6. 晶体管可以把小电压放大成大电压。
（错）7. 晶体管可用较小电流控制较大电流。
（对）8. 如果晶体管的集电极电流大于它的最大允许电流I CM，则该管被击穿。
（错）9. 二极管若工作在反向击穿区，一定会被击穿。
（错）三、选择题：1. 处于截止状态的三极管，其工作状态为（B）。
A、发射结正偏，集电结反偏；B、发射结反偏，集电结反偏；C、发射结正偏，集电结正偏；D、发射结反偏，集电结正偏。
2. P型半导体是在本征半导体中加入微量的（ A ）元素构成的。
第11章运算放大器本章教学要求：1.了解集成运算放大器的基本组成和电压传输特性；2. 理解反馈的概念，了解负反馈对放大电路性能的影响；3. 理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法；4. 理解基本运算电路的工作原理和分析方法；5. 理解基本电压比较器的组成和电压传输特性；*6. 了解迟滞电压比较器的组成和电压传输特性；7. 理解自励振荡的条件，了解用集成运算放大器组成的RC振荡电路的工作原理。
本章总体教学内容11.1运算放大器的简单介绍一、集成运放的特点高增益的多极直接耦合放大器二、电路构成（F007）1、集成运算放大电路的组成及各部分的作用集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电路，它的方框图如下图所示。
运算放大器方框图1）输入级要使用高性能的差分放大电路，它必须对共模信号有很强的抑制力，而且采用双端输入、双端输出的形式。
2）中间放大级要提供高的电压增益，以保证运放的运算精度。
中间级的电路形式多为差分电路和带有源负载的高增益放大器。
3）互补输出级由PNP和NPN两种极性的三极管或复合管组成，以获得正负两个极性的输出电压或电流。
具体电路参阅功率放大器。
4）偏置电流源可提供稳定的几乎不随温度而变化的偏置电流，以稳定工作点。
2、集成运算放大器的引线和符号1）集成运算放大器的符号中有三个引线端，两个输入端，一个输出端。
一个称为同相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用符号…+‟或…IN+‟表示；另一个称为反相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相异，用符号“-”或“IN-”表示。
输出端一般画在输入端的另一侧，在符号边框内标有…+‟号。
实际的运算放大器通常必须有正、负电源端有的品种还有补偿端和调零端。
2）集成运算放大器的符号按照国家标准符号如下图所示。
（a）国家标准符号(b)原符号模拟集成放大器的符号1、 F007通用集成运放电路简介三、 集成运放的主要性能指标运算放大器的技术指标很多，其中一部分与差分放大器和功率放大器相同，另一部分则是根据运算放大器本身的特点而设立的。
各种主要参数均比较适中的是通用型运算放大器，对某些项技术指标有特殊要求的是各种特种运算放大器。
（1） 运算放大器的静态技术指标1）输入失调电压V IO (input offset voltage) ：输入电压为零时，将输出电压除以电压增益，即为折算到输入端的失调电压。
V IO 是表征运放内部电路对称性的指标。
2）输入失调电流I IO (input offset current)：在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之差，用于表征差分级输入电流不对称的程度。
3）输入偏置电流I B (input bias current)：运放两个输入端偏置电流的平均值，用于衡量差分放大对管输入电流的大小。
4）输入失调电压温漂TV d d IO ：在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值。
5）输入失调电流温漂T I d d IO ：在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值。
6）最大差模输入电压idmax V (maximum differential mode input voltage)：运放两输入端能承受的最大差模输入电压，超过此电压时,差分管将出现反向击穿现象。
7）最大共模输入电压icmax V (maximum common mode input voltage)：在保证运放正常工作条件下，共模输入电压的允许范围。
共模电压超过此值时，输入差分对管出现饱和，放大器失去共模抑制能力。
（2）运算放大器的动态技术指标1)开环差模电压放大倍数d v A(open loop voltage gain) ：运放在无外加反馈条件下，输出电压与输入电压的变化量之比。
2)差模输入电阻r id (input resistance) ：输入差模信号时，运放的输入电阻。
3)共模抑制比K CMR (common mode rejection ratio) ：与差动放大电路中的定义相同，是差模电压增益d v A 与共模电压增益c v A 之比，常用分贝数来表示。
K CMR =20lg(A v d / A v c ) (dB)4)－3dB 带宽f H (—3dB band width) ：运算放大器的差模电压放大倍数d v A 在高频段下降3dB 所定义的带宽f H 。
5)单位增益带宽f C (BW •G)(unit gain band width)：d v A 下降到1时所对应的频率，定义为单位增益带宽f C 。
6)转换速率R S (压摆率)(slew rate)：反映运放对于快速变化的输入信号的响应能力。
转换速率R S 的表达式为maxoR d d t V S =7)等效输入噪声电压V n (equivalent input noise voltage)：输入端短路时，输出端的噪声电压折算到输入端的数值。
这一数值往往与一定的频带相对应。
四、理想分析条件a) 线性区⎩⎨⎧===-+-+0I I U Ub) 非线性区⎪⎩⎪⎨⎧±===≠-+-+s a t UU I I U U 0011.2 放大电路中的负反馈1、反馈的基本概念 1）什么是反馈反馈：将放大器输出信号的一部分或全部经反馈网络送回输入端。
反馈的示意图见下图所示。
反馈信号的传输是反向传输。
开环：放大电路无反馈，信号的传输只能正向从输入端到输出端。
闭环：放大电路有反馈，将输出信号送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端。
图示中i X 是输入信号，f X 是反馈信号，i X '称为净输入信号。
所以有 f i i X X X-=' 2) 负反馈和正反馈负反馈：加入反馈后，净输入信号i X ' <i X ，输出幅度下降。
应用：负反馈能稳定与反馈量成正比的输出量，因而在控制系统中稳压、稳流。
正反馈：加入反馈后，净输入信号iX ' >iX ，输出幅度增加。
应用：正反馈提高了增益，常用于波形发生器。
3) 交流反馈和直流反馈直流反馈：反馈信号只有直流成分； 交流反馈：反馈信号只有交流成分；交直流反馈：反馈信号既有交流成分又有直流成分。
直流负反馈作用：稳定静态工作点；交流负反馈作用：从不同方面改善动态技术指标，对Au 、Ri 、Ro 有影响。
2、反馈的判断 1）有无反馈的判断（1） 是否存在除前向放大通路外，另有输出至输入的通路——即反馈通路； （2） 反馈至输入端不能接地，否则不是反馈。
2）正、负反馈极性的判断之一 —瞬时极性法（1）在输入端，先假定输入信号的瞬时极性；可用“+”、“-”或“↑”、“↓”表示；（2）根据放大电路各级的组态，决定输出量与反馈量的瞬时极性;（3）最后观察引回到输入端反馈信号的瞬时极性，若使净输入信号增强，为正反馈，否则为负反馈。
注意：* 极性按中频段考虑；* 必须熟悉放大电路输入和输出量的相位关系。
* 反馈类型主要取决于电路的连接方式，而与Ui的极性无关。
对单个运放一般有：反馈接至反相输入端为负反馈反馈接至同相输入端为正反馈3）电压反馈和电流反馈（1）电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比例（采样输出电压）；（2）电流反馈，反馈信号的大小与输出电流成比例（采样输出电流）。
（3）判断方法：将输出电压‘短路’，若反馈回来的反馈信号为零，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。
应用中，若要稳定输出端某一电量，则采样该电量，以负反馈形式送输入端。
电压负反馈作用：稳定放大电路的输出电压。
电流负反馈作用：稳定放大电路的输出电流。
4）串联反馈和并联反馈（根据反馈信号在输入端的求和方式）（1）串联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极上，此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。
（2）并联反馈，反馈信号加在放大电路输入回路的同一个电极，此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。
（3）判别方法：将反馈节点对地短接，若输入信号仍能送入放大电路，则反馈为串联反馈，否则为并联反馈。
对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在输入三极管的基极或发射极，则为并联则为并联反馈；一个加在同相输入端，另一个加在反相输入端则为串联反馈。
5）正、负反馈极性的判断法之二：在明确串联反馈和并联反馈后，正、负反馈极性可用下列方法来判断：（1）反馈信号和输入信号加于输入回路同一点时：瞬时极性相同的为正反馈；瞬时极性相反的是负反馈；（2）反馈信号和输入信号加于输入回路两点时：瞬时极性相同的为负反馈；瞬时极性相反的是正反馈。
对三极管放大电路来说这两点是基极和发射极，对运算放大器来说是同相输入端和反相输入端。
注意：输入信号和反馈信号的瞬时极性都是指对地而言，这样才有可比性。
6）直、交流反馈方法判断：根据反馈网络中是否有动态元件进行判断。
（1）若反馈网络无动态元件（通常为电容），则反馈信号交、直流并存；（2）若反馈网络有电容串联，则只有交流反馈；（3）若反馈网络有电容并联，则只有直流反馈。
3、负反馈放大电路的四种基本组态1）负反馈的基本组态类型：电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈。
2) 负反馈放大电路反馈组态的判断方法：（1）从放大器输出端的采样物理量，看反馈量取自电压还是电流； （2）从输入端的连接方式，判断反馈是串联还是并联。
3）四种负反馈组态及组态的判断 （1）电压串联负反馈* 表现形式：输出和反馈均以电压的形式出现(a)分立元件放大电路 (b)集成运放放大电路在放大器输出端，采样输出电压, 反馈量 与 O V成正比，为电压反馈 ；在放大器输入端,信号以电压形式出现, f V 与 i V ' 相串联,为串联反馈 ；* 参量表示：因输出端采样电压，在输入端是输入电压和反馈电压相减，所以：闭环放大倍数：===i o i o f V V X X A vv vv vv vv F A A +1 反馈系数F X X V V vv .....==f ofo 。
对于图上 (a)1f fe1f e1.1, e vv vvR R A R R R F +=+≈ ， 对于图下 (b)1f f1f 1.1, R R A R R R F vv vv+=+≈* 判断方法对上图(a)所示电路，根据瞬时极性法判断，经R f 加在发射极E 1上的反馈电压为‘+’，与输入电压极性相同，且加在输入回路的两点，故为串联负反馈。
反馈信号与输出电压成比例，是电压反馈。
后级对前级的这一反馈是交流反馈，同时R e1上还有第一级本身的负反馈。
对图(b)，因输入信号和反馈信号加在运放的两个输入端，故为串联反馈，根据瞬时极性判断是负反馈，且为电压负反馈。
