自動(dòng)化專業(yè)英語(yǔ)教程 王宏文 全文全套翻譯版

1、1UNITUNIT1A電路電路電路或電網(wǎng)絡(luò)由以某種方式連接的電阻器、電感器和電容器等元件組成。如果網(wǎng)絡(luò)不包含能源，如電池或發(fā)電機(jī)，那么就被稱作無(wú)源網(wǎng)絡(luò)。換句話說(shuō)，如果存在一個(gè)或多個(gè)能源，那么組合的結(jié)果為有源網(wǎng)絡(luò)。在研究電網(wǎng)絡(luò)的特性時(shí)，我們感興趣的是確定電路中的電壓和電流。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)由無(wú)源電路元件組成，所以必須首先定義這些元件的電特性.就電阻來(lái)說(shuō)，電壓電流的關(guān)系由歐姆定律給出，歐姆定律指出：電阻兩端的電壓等于電阻上流過(guò)的電流乘以電阻值。在數(shù)

2、學(xué)上表達(dá)為:u=iR(11A1)式中u=電壓，伏特；i=電流，安培；R=電阻，歐姆。純電感電壓由法拉第定律定義，法拉第定律指出：電感兩端的電壓正比于流過(guò)電感的電流隨時(shí)間的變化率。因此可得到：U=Ldidt式中didt=電流變化率，安培秒；L=感應(yīng)系數(shù)，享利。電容兩端建立的電壓正比于電容兩極板上積累的電荷q。因?yàn)殡姾傻姆e累可表示為電荷增量dq的和或積分，因此得到的等式為u=，式中電容量C是與電壓和電荷相關(guān)的比例常數(shù)。由定義可知，電流等于電

3、荷隨時(shí)間的變化率，可表示為i=dqdt。因此電荷增量dq等于電流乘以相應(yīng)的時(shí)間增量，或dq=idt，那么等式(11A3)可寫為式中C=電容量，法拉。歸納式(11A1)、(11A2)和(11A4)描述的三種無(wú)源電路元件如圖11A1所示。注意，圖中電流的參考方向?yàn)閼T用的參考方向，因此流過(guò)每一個(gè)元件的電流與電壓降的方向一致。有源電氣元件涉及將其它能量轉(zhuǎn)換為電能，例如，電池中的電能來(lái)自其儲(chǔ)存的化學(xué)能，發(fā)電機(jī)的電能是旋轉(zhuǎn)電樞機(jī)械能轉(zhuǎn)換的結(jié)果。有源

4、電氣元件存在兩種基本形式：電壓源和電流源。其理想狀態(tài)為：電壓源兩端的電壓恒定，與從電壓源中流出的電流無(wú)關(guān)。因?yàn)樨?fù)載變化時(shí)電壓基本恒定，所以上述電池和發(fā)電機(jī)被認(rèn)為是電壓源。另一方面，電流源產(chǎn)生電流，電流的大小與電源連接的負(fù)載無(wú)關(guān)。雖然電流源在實(shí)際中不常見，但其概念的確在表示借助于等值電路的放大器件，比如晶體管中具有廣泛應(yīng)用。電壓源和電流源的符號(hào)表示如圖11A2所示。分析電網(wǎng)絡(luò)的一般方法是網(wǎng)孔分析法或回路分析法。應(yīng)用于此方法的基本定律是基爾

5、霍夫第一定律，基爾霍夫第一定律指出：一個(gè)閉合回路中的電壓代數(shù)和為0，換句話說(shuō)，任一閉合回路中的電壓升等于電壓降。網(wǎng)孔分析指的是：假設(shè)有一個(gè)電流——即所謂的回路電流——流過(guò)電路中的每一個(gè)回路，求每一個(gè)回路電壓降的代數(shù)和，并令其為零。考慮圖11A3a所示的電路，其由串聯(lián)到電壓源上的電感和電阻組成，假設(shè)回路電流i，那么回路總的電壓降為因?yàn)樵诩俣ǖ碾娏鞣较蛏?，輸入電壓代表電壓升的方向，所以輸電壓在?1A5）式中為負(fù)。因?yàn)殡娏鞣较蚴请妷合陆档姆?/p>

6、向，所以每一個(gè)無(wú)源元件的壓降為正。利用電阻和電感壓降公式，可得等式(11A6)是電路電流的微分方程式?；蛟S在電路中，人們感興趣的變量是電感電壓而不是電感電流。正如圖11A1指出的用積分代替式(11A6)中的i，可得11A73機(jī)的任意兩個(gè)接線端間的電壓等于這兩個(gè)接線端相對(duì)于中性線間的電位差。例如，線電壓等于A接線端相對(duì)于中性線間的電壓()減去B接線端相對(duì)于中性線間的電壓()。為了從中減去，必需將反相，并把此相量加到上。相量和幅值相等，相位

7、相差60，如圖11B2c所示。由圖形可以看出通過(guò)幾何學(xué)可以證明等于1.73乘以（）或（）。圖形結(jié)構(gòu)如相量圖所示。因此，在對(duì)稱Y形聯(lián)接中星（Y）形聯(lián)接發(fā)電機(jī)的電流關(guān)系從發(fā)電機(jī)接線端A、B和C(圖11B2)流到線路導(dǎo)線的電流必定從中性點(diǎn)N中流出，并流過(guò)發(fā)電機(jī)線圈。因此流過(guò)每一條線路導(dǎo)線的電流()必定等于與其相連接的相電流()。在Y形聯(lián)接中IL=IPUNIT2UNIT2A運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器像廣義放大器這樣的電子器件存在的一個(gè)問(wèn)題就

8、是它們的增益AU或AI取決于雙端口系統(tǒng)(m、b、RI、Ro等)的內(nèi)部特性。器件之間參數(shù)的分散性和溫度漂移給設(shè)計(jì)工作增加了難度。設(shè)計(jì)運(yùn)算放大器或OpAmp的目的就是使它盡可能的減少對(duì)其內(nèi)部參數(shù)的依賴性、最大程度地簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作。運(yùn)算放大器是一個(gè)集成電路，在它內(nèi)部有許多電阻、晶體管等元件。就此而言，我們不再描述這些元件的內(nèi)部工作原理。運(yùn)算放大器的全面綜合分析超越了某些教科書的范圍。在這里我們將詳細(xì)研究一個(gè)例子，然后給出兩個(gè)運(yùn)算放大器定律并說(shuō)明

9、在許多實(shí)用電路中怎樣使用這兩個(gè)定律來(lái)進(jìn)行分析。這兩個(gè)定律可允許一個(gè)人在沒有詳細(xì)了解運(yùn)算放大器物理特性的情況下設(shè)計(jì)各種電路。因此，運(yùn)算放大器對(duì)于在不同技術(shù)領(lǐng)域中需要使用簡(jiǎn)單放大器而不是在晶體管級(jí)做設(shè)計(jì)的研究人員來(lái)說(shuō)是非常有用的。在電路和電子學(xué)教科書中，也說(shuō)明了如何用運(yùn)算放大器建立簡(jiǎn)單的濾波電路。作為構(gòu)建運(yùn)算放大器集成電路的積木—晶體管，將在下篇課文中進(jìn)行討論。理想運(yùn)算放大器的符號(hào)如圖12A1所示。圖中只給出三個(gè)管腳：正輸入、負(fù)輸入和輸出。

10、讓運(yùn)算放大器正常運(yùn)行所必需的其它一些管腳，諸如電源管腳、接零管腳等并未畫出。在實(shí)際電路中使用運(yùn)算放大器時(shí)，后者是必要的，但在本文中討論理想的運(yùn)算放大器的應(yīng)用時(shí)則不必考慮后者。兩個(gè)輸入電壓和輸出電壓用符號(hào)U、U和Uo表示。每一個(gè)電壓均指的是相對(duì)于接零管腳的電位。運(yùn)算放大器是差分裝置。差分的意思是：相對(duì)于接零管腳的輸出電壓可由下式表示(12A1)式中A是運(yùn)算放大器的增益，U和U是輸入電壓。換句話說(shuō)，輸出電壓是A乘以兩輸入間的電位差。集成電路

11、技術(shù)使得在非常小的一塊半導(dǎo)體材料的復(fù)合“芯片”上可以安裝許多放大器電路。運(yùn)算放大器成功的一個(gè)關(guān)鍵就是許多晶體管放大器“串聯(lián)”以產(chǎn)生非常大的整體增益。也就是說(shuō)，等式(12A1)中的數(shù)A約為100000或更多(例如，五個(gè)晶體管放大器串聯(lián)，每一個(gè)的增益為10，那么將會(huì)得到此數(shù)值的A)。第二個(gè)重要因素是這些電路是按照流入每一個(gè)輸入的電流都很小這樣的原則來(lái)設(shè)計(jì)制作的。第三個(gè)重要的設(shè)計(jì)特點(diǎn)就是運(yùn)算放大器的輸出阻抗(Ro)非常小。也就是說(shuō)運(yùn)算放大器的