回转器电路设计报告.doc

回转器设计实验报告 实验课程：电路实验与实践 实验名称：回转器设计 学号:031150204 姓名：蔡慧敏 实验目的： 1. 加深对回转器特性的认识，并对其实际应用有所了解。 2. 研究如何用运算放大器构成回转器，并学习回转器的测试方法。 二、实验原理 1. 回转器是理想回转器的简称，它能将一端口上的电压（电流）“回转“成另一端口上的电流（电压）。端口变量之间的关系为： I1=gU2 或 u1=-ri2 I2=-gU1 u2=ri1 式中：r、g 为回转系数，r为回转电阻，g 为回转电导。 两个负阻抗变换器实现回转器： 用电阻接入时:Rin=1/(g2RL) 一般情况:Zin=1/(g2ZL) 回转电导:g=1/R 三、实验仿真软件 PSpice 仿真软件 四、实验步骤 1. 测回转电导g： 回转器输入端接信号发生器，调得 US=1.5V（有效值），输出端接负载电阻RL=200Ω ，分别 测U1，U2，I1，求g。 2. 记录不同频率下 U1、I1的相位关系： 回转器输出端接电容，C分别取 0.1μ F、0.22μ F，用示波器观察 f分别为 500Hz、1000Hz 时U1和 I1的相位关系。 3. 测由模拟电感组成的并联谐振电路的 Uc~f幅频特性：取C1=0.1μ F经回转器成为模拟电感，另取 C=0.22μ F，则 f0=1.073kHz,符合要求。 信号源输出电压有效值保持为 1.5V 不变，改变频率（200Hz~2000Hz），测 Uc 的值，同时观察US和UC的相位关系。（串联一取样电阻，阻值 1kΩ ） 五、仿真实验电路图及数据 1．测量回转电导g，仿真结果如图 1-1所示； 模拟数据：：U1=22.48uV U2=16.05uV g=u1/1000/U2=1.00X10-3S 回转器等效电感电路仿真； 仿真曲线: (0.1uf 500Hz) (0.1uf 1000Hz) (0.22uf 1000Hz) (0.22uf 500Hz) 3. RLC并联电路仿真结果； Uc - F 关系图 频率/Hz 200 400 700 800 1073 UC/V 0.4 0.8 1.25 1.38 1.495 频率/Hz 1200 1400 1700 1900 2000 UC/V 1.41 1.33 1.18 1.09 1.02 六、（见手抄版） 七、实验体会 从星期天开始做仿真电路开始到今天已经是第四天，终于完成了了的时候，有一种很单纯的开心，从一开始不知所云开始，到一步步解决过程中遇到的困难，好像把这个学期所有的电路实验都连起来了一样，甚至于许多没做过的实验，记得在实验电路课堂上做仿真电路的时候，就只是按照书上的步骤照葫芦画瓢，设置的那些参数自己都不知道有什么用，而在这次的实验中，真是从新学了PSPICE 的软件，各种参数设置的意义，还有许多图形符号的意义。因为一开始用的就不是输入文件仿真，在仿真电路中遇到频率，电源参数设置的各种困难，因为不想改变自己开始的初衷，我只能将书上第十章仔仔细细从头至尾再看了一遍，最后看到仿真结果的那一刻，真的是很开心，哪怕那刻是在凌晨一点。可是当第二天进入实验室实际操作的时候还是有种蒙了的感觉，从第一个实验任务开始，实际测量的数据就与仿真有出入，但是测了几次，都是一样的结果，这个应该是仪器的精确度问题吧。第二个任务的问题主要在于示波器，在第二个整个电路的过程中主要出现了两种错误的情况，一种是测得U1和I1的相位为同相位，一种是电流的相位没有信号输入，出现第一种情况的原因是示波器接的位置错误，测量的不是输入短的电流，第二个的原因是因为示波器的红黑表笔接法问题。第三个任务出现的错误在于一开始测得的谐振频率与理论计算值完全不相符，原因在于没有给回转器接工作电压，在发生并联谐振的时候，观察Uc和Us的相位关系的时候，第一次将示波器接在了回转器输出端的电容上，在经过理论分析之后发现了错误所在。最后解决了问题，得到了数据。 这次电路实验室真的体会到了那句话，书读百遍，其义自现。