非线性电阻电路研究.doc

《非线性电阻电路研究.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电工电子实验专题论文——非线性电阻电路研究学院：专业：学号：姓名：一、摘要生活中存在的各种各样的电路，绝大多数是非线性电路。非线性电路已经越来越普遍地成为很多线代电子电工技术的理论基础。我们需要对非线性电路有较为深刻的理解，在了解常用的非线性电阻元件的伏安特性、凹电阻、凸电阻等基础上，自行设计非线性电阻电路进行综合电路设计，并利用Multisim软件仿真模拟并加以验证理论的正确性。二、关键词二极管，电压源，电流源，线性电阻，电压及其对应的电流。三、引言非线性系统的研究是当今科学研究领域的一个前沿课题，其涉及面广，应用前景非常广阔。对于一

2、个一端口网络，不管内部组成，其端口电压与电流的关系可以用U~I平面的曲线称为伏安特性。各种单调分段线形的非线性元件电路的伏安特性可以用凹电阻和凸电阻作为基本积木块，综合出各种所需的新元件。常用串联分解法或并联分解法进行综合。本文主要介绍在电子电工综合实验基础上，根据已有的伏安特性曲线图来设计非线性电阻电路，并利用multisim7软件进行仿真实验。测量所设计电路的福安特性，记录数据，画出它的伏安特性曲线并与理论值比较。四、相关知识1）凹电阻当两个或两个以上原件串联时，电路的伏安特性图上的电压是各元件电压之和。由几个元件的伏安特性在I相等

3、的情况下相加而成。具有这种伏安特性的电阻成为凹电阻。这种电阻的主要参数是Us和G=1/R，改变Us和1/R的值，就可以得到不同参数的凹电阻。2）凸电阻与凹电阻想对应，凸电阻是当两个或以上元件并联时，图上的电流是各元件电流之和。由几个元件的伏安特性在U相等的情况下相加而成。具有这种特性的电阻，成为凸电阻。这种电阻的主要参数是Is和R=1/G，改变Is和R的值，就可以得到不同参数的凸电阻。3）非线性元件电路的综合各种单调分段线性元件电路的伏安特性可以用凹电阻和凸电阻做基本积木块，综合处各种所需的新元件。常用串联分解法和并联分解法进行综合。a

4、)串联分解法：在伏安特性图中以电流I轴为界来分解曲线。b)并联分解法：在伏安特性图中以电压U轴为界来分解曲线。五、正文1、实验材料与设备装置1）实验装置电压源，电流源，稳压管，线性电阻器，二极管DIODE_VIRTUAL，万用表，multisim7软件2）实验原理和方法要点对于图(a)进行串联分解，在伏安特性图中以电流i轴来分解曲线02-22-2i/mA=202（串联）+u/Vu/Vu/V0-2-2i/mAi/mA图（a-2）图（a-1）图（a）对图（a-1）进行分析可知，其伏安特性曲线电路为两个凸电阻串联，即一个二极管和一个电阻的并联

5、，一个二极管和一个电流源的并联，然后以上二者串联。图（a-2）是图（a-1）伏安线旋转180度，即以上电路的二极管和电流源反接。u/v061215-6-12-15-20i/mA246-2-4-6图(b)同样的道理，可以将特性曲线上下两部分并联（如图b）=u/vi/mA061215-6-12-15-20246-2-4-6u/v061215-6-12-15-20i/mA246-2-4-6+图(b-2)图(b-1)由于特性曲线上下部分是对称的，这里只分析下半部分的设计思路，上半部分只需把下半部分设计的电路图中的所有电源和二极管反向即可。图b-

6、1又可以分为三部分曲线的并联。即：061215-6-12-15-20i/mA246-2-4-6061215-6-12-15-20i/mA246-2-4-6=u/vu/vu/v061215-6-12-15-20i/mA246-2-4-6u/v061215-6-12-15-20i/mA246-2-4-6+分解后的图形又可以分解成一步并联和一步串联，其中并联由二极管和电流源实现，再串接一个凹电阻2、实验过程根据实验原理、方法和元件的性能按照设计要求中给出的伏安特性曲线（如下图所示）设计电路图。02-22-2i/mAu/V伏安特性（一）0612

7、1520-6-12-15-20i/mA246-2-4-6图(b)u/V伏安特性（二）伏安特性（一）和伏安特性（二）按照串联分解法和并联分解法分解，分别得出如下两个实验电路图伏安特性（一）电路图伏安特性（二）电路图3、实验结果伏安特性(一)数据作伏安特性曲线如下：伏安特性(二)数据作伏安特性曲线如下：4、结果的讨论实验数据与理论数据存在一定的误差伏安特性（一）：E=[（2-1.904）/2]*100%=4.8%伏安特性（二）：E=[(4-3.986)/4]*100%=0.35%其结果主要是因为电流表和导线具有一定的电阻，虽然很小，但电流是

8、mA级，因此或多或少有一些影响。不过在误差允许的范围内，符合要求。说明电路图是可行的，实验目的基本达到。六、结论本实验是对非线性电阻电路的一次实验。实验中，结合电路书本中非线性电阻的相关知识，并通富哦查找相