回转器电路设计(完整版,包括pspice仿真电路以及实验数据).docVIP

. . 南京航空航天大学 电路实验报告 回转器电路设计 姓名：李根根 姓名：李根根 学号：031220720 指导老师：王芸 目录 实验目的………………………………………………………………………………………. 2 实验仪器………………………………………………………………………………………. 2 实验原理………………………………………………………………………………………. 2 实验要求………………………………………………………………………………………. 3 用pspice软件进行电路仿真并分析……………………………………………..…. 5 实验内容……………………………………………………………………………………… 9 实验心得………………………………………………………………………….….….….. 11 附件（Uc – f 图）………………………………………………………….………..….. 12 实验目的 加深对回转器特性的认识，并对其实际应用有所了解。 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。 实验仪器 双踪示波器 函数信号发生器 直流稳压电源 数字万用表 电阻箱 电容箱 面包板 装有pspice软件的PC一台 实验原理 回转器是理想回转器的简称。它是一种新型、线性非互易的双端口元件，其电路符号如图所示。其特性表现为它能够将一端口上的电压（或者电流）“回转”成另一端口上的电流（或者电压）。端口变量之间的关系为 I1 = gu2 u1 = -ri2 I2 = gu1 u2 = ri1 式子中，r，g称为回转系数，r称为回转电阻，g称为回转电导。 2．两个负阻抗变换器实现回转器 图中回转电导为 : g=1/R 实验要求 先利用pspice软件进行电路仿真，（提示：仿真时做瞬态分析，信号源用Vsin ，做频率分析时，信号源用VAC）然后在实验室完成硬件测试： 1． 用运算放大器构成回转器电路（电路构成见实验教材p216图9-24，其中电阻R的标称值为1000Ω），测量回转器的回转电导。 2． 回转器的应用——与电容组合构成模拟电感。 3． 用电容模拟电感器，组成一个并联谐振电路，并测出谐振频率以及绘制其Uc~f幅频特性曲线。 具体要求： 1． 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，分别测出U1、U2及I1，求出回转电导g。 试回答改变负载电阻以及频率的大小对回转电导有何影响？ 2． 回转器输出端接电容，C分别取0.1μF和0.22μF，用示波器观察频率为500Hz、1000Hz时U1和I1的相位关系，解释模拟电感是如何实现的。 要求画出测试U1和I1的相位关系的接线图，并用坐标纸分别画出两个不同C值时的U1和I1波形，记录其相位关系。说明模拟电感的实现与频率的大小有何关系。 3．用C1回转后的模拟电感作并联谐振电路，谐振频率f0取1000Hz左右，确定C和C1的大小，信号源输出电压保持Us=1.5V(有效值)不变，改变频率（200Hz~2000Hz）测量Uc的值，同时观察us和 uc的相位关系。（要求串联一取样电阻1kΩ） 预习要求： 1．画出设计任务中完整的电路接线图，明确I1的测量方法，建议取样电阻取1kΩ。 2．电容不要取大于1μF的电解电容，以免误差大。 报告要求： 1． 提交一份电路仿真实验报告。 2． 现场整理测试数据和图表，与仿真结果比较，给出比较详细的分析和说明。 3． 列出RLC并联谐振电路测量的数据，在坐标纸上绘制其Uc~f幅频特性。 总结该综合性实验的体会。 用pspice软件进行电路仿真并分析 1．测量回转电导g，仿真结果如图所示： 由仿真结果可知 U1 = 1.25V ; I1 = 250.05uA U2 = 249.99mV 所以，g = i1 / U2 = 250.05uA / 249.99mV = 1.00×10-3 回转器等效电感电路仿真 U1，i1相位图如下所示： C=0.1uF f=500Hz C=0.1uF f=1000Hz C=0.22uF f=500Hz C=0.22uF f=1000Hz 并联谐振电路仿真 Uc – f 幅频特性曲线 Us – Uc 相位关系图 实验内容 测量回转器的回转电导。 通过实验测得： U1 = 1.2V ; I1 = 246.0uA U2 = 243.2mV 所以，g = i1 / U2 = 246.0uA / 243.2mV