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电工电子综合实验报告——负阻抗变换器和回转器的设计
一、摘要
本文提出了利用运算放大器实现：
（1）负阻抗变换器（NIC）的电路
（2）回转器电路
二、引言
1、理想运算放大器有着①开环电压放大倍数A为无穷大；②输入电阻为无穷大；③输出电
阻为零的特性。而它在线性工作区的两个特性：“虚短”及“虚短”使得它有了广泛的应用。
如比例器、加法器、减法器、积分器等。本文中则是实现了简单的负阻抗变换器和回转器。
2、负阻抗变换器（NIC）是一种二端口器件，是电路理论中的一个重要的基本概念，在工
程实践中也有广泛的应用。它一般由一个有源二端网络形成一个等值的线性负阻抗。该网络
可由线性集成电路或晶体管等元器件组成。
3、回转器是一种二端口网络元件，可用含晶体管或运算放大器的电路来实现。它有着①不
消耗能量不存储能量②非记忆元件③线性非互异元件④电量回转作用的特点。也就是说它具
有把一个端口的电压（或电流）“回转”成另一端口电流（或电压）的能力。它的一个重要
用途就是将电容“回转”成电感，或反之。
三、正文
（一）实验材料与设备装置
本实验采用的是虚拟的方法，所使用的软件为Multisim7。
（二）实验过程
1、用运放设计一负阻抗变换器（NIC）电路
⑴电流反向型负阻抗变换器（INIC）（图1—1）
图1—1INIC电路
INIC的端口特性可用T参数描述为：U110U2，其中10
=T=
I10-1/kI20-1/k
当有负载Zl时，11’端口看进去的端口阻抗Z=U1/I1=kU2/I2，即为Z=-kZ2.
即若22’接电阻R时，端口阻抗为-kR;接电感时，端口阻抗为-kL；接电容时，端口阻抗为
-kC。
⑵电压反向型负阻抗变换器（VINC）（图1—2）
编辑版word
图1—2VNIC电路
VNIC的端口特性可用T参数描述为：U1-k0U2，其中-k0
=T=
I101I201
当有负载Zl时，11’端口看进去的端口阻抗Z=U1/I1=kU2/I2，即为Z=-kZ2.
即若22’接电阻R时，端口阻抗为-kR;接电感时，端口阻抗为-kL；接电容时，端口阻抗为
-kC。
总结：利用NIC电路可实现负电阻、负电容及负电感。
⑶实验电路INIC的开路稳定（OCS）及短路稳定（SCS）性的研究
①OCS研究：改变OCS端口的阻值，观察T矩阵中参数k的变化情况。实验线路参见图
1—3—1a。其中SCS端口接入7V直流电源，元件R1=1000欧，R2=2000欧，R3为可调。
则K理论值为0.5。
图1—3—1a电流反相型阻抗变换器实验电路a（INIC）
表1—3—1a
R3U/VIR=U/IK=-R/R3
OCS端口接507.0000.028A
入小电阻5007.0000.028A
10007.0000.028A
临界状况10017.000-0.014A-500
10507.000-0.013A
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