回转器的设计实验报告文档格式.docx

1、一、试验装置及设备装置 双路稳压电源 函数发生器 交流毫伏表 数字示波器 有源电路试验板 二、试验内容1、用运算放大器设计一个回转器电路并推导其基础方程（a）基础原理: 回转器示意图如图1-1, 回转器端口量之间关系: I1=gU2 I2=-gU1 或 U1=rI2 U2=-rI1 式中g和r（r=1/g）分别为回转电导和回转电阻,简称回转常数。 用矩阵形式表示为:或 回转器电路图如图1-2所表示: 图 1-1 图 1-2（b）试验仿真电路图以下图所表示:试验步骤: 电路图中: R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R8=1k, 改变R8和一端电压U1, 测量一端电流I1、 另一端电压U2

2、和电流I2, 并统计在表格中。仿真截图: V1=1.000 R8=1K : R8=2K V2=2.000 R8=1K 由电路图知, R8/kV1/VI1/mAU2/VI2/mAg测/（g=I1/U2）g理/11.000-1.000-1.0021.999-1.9992.000-2.0003.963-3.9631.982结果分析:由表格知, 所测回转参数值与理论上回转器回转参数值吻合, 从而验正了回转参数满足了基础方程。2、 将负载电容“回转”成一个电感量为0.11H模拟电感, 用试验方法验证该模拟量电感特征及电感量正确性, 并与理论值进行比较。回转器不仅能够使两个端口电流和电压相互回转, 而且还

3、含有回转阻抗性能如图2-1,2-2所表示若在回转器输出端口 接有复阻抗Z, 在图示参考方向正弦激励作用下, 从输入端口看进去等效复阻抗（输入阻抗）式中为负载复阻抗显然, 当负载阻抗 为电容性时, 输入阻抗 将为电感性若在输出端口接一电容元件C, 则从输入端口看, 相当于一个电感元件L 且, 为11端口看进去等效电阻。 图 2-1 图 2-2（b）仿真电路图如图所表示:依据前面计算有L=C/,取上个试验值, 则要使L=0.11H, C=0.11F。本试验使用示波器来观察电流和电压相位差来判定是否回转成功, 需要在输入端串联一个采样电阻以取得电流波形, 取采样电阻R8=1000,观察电压与反向电流

4、波形如图2-4所表示, 仿真电路理论等效电路图如图2-3所表示, 其电压与电流反向电流波形如图2-5所表示: 图2-3试验波形部分截图:回转器电路, f=100HZ,C=0.5uF: 图 2-4对应等效电路图中电压与电流波形图: 图2-5所测数据表格f/HzC/uFU1与I1之间时间/msU1与I1之间相位差模拟电感L理论值/H模拟电感L测量值/H1000.52.49689.91.02001.2483000.832分析:比较两波形图可知, 两波形图几乎一致, 则模拟成功。从表格中也能够看出本试验能够得到一个很好纯电感。三、试验结论 能够用运算放大器设计一个回转器, 和回转器能够成功实现电容和电感及电容和电感相互转化, 这极大方便了电路实现, 有很强适用价值。参考文件1 黄锦安 电路 北京: 机械工业出版社, .2马鑫金 电工仪表与电路试验技术机械工业出版社3周淑阁 模拟电子技术基础高等教育出版社4 黄修志 实现回转器一个方法四川师范大学学报（自然科学版）,1995