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1、电工电子综合实验论文——回转器的设计时间：2009年4月19日回转器的设计摘要：1.用运算放大器设计一个回转器电路并推导其基木方程。回转器是理想回转器的简称。它是一种新型的双口元件。图1-1所示电路是一种用两个负阻抗变换器来实现的冋转器电路。其特性表现为它能将一端口上的电压（或电流）“回转”为另一端口上的电流（或电压）。2•测量回转器电路的回转参数g,验证其满足基本方程。按图1-1所示电路接线，冋转器输入端刃接正弦信号氏，电阻和为100Q,电阻斤为lkQ,负载电阻汕取2kQ,采样电阻rO取2kQo固定正弦信号源频率在3kHz左右，在
2、0〜3V范围内，从低到高逐渐增加正弦信号刃幅值，记录下此时的“1、u2和ur的读数。根据疔可得出输入电流71,曲川、边和力可得出回转电导g和输入电阻用n,并与理论计算值进行比较。3.将负载电容“回转”成-个电感量为0.1-1H的模拟纯电感，用实验的方法验证该模拟量的电感特性及电感量准确性，并与理论值进行比较。Z,“2=¥=牛=/=-宀牛I±-r~=r2-jcoC=jcoLeg式中l2‘2-yui_/r1jcoCLeg=r2C关键字:冋转器冋转电阻回转电导冋转参数引言：回转器的概念是B.D.H.Tellegen于1948年提岀的。六十
3、年代由L.P.Huelsman及B.A.Sheei等人用运算放大器及晶体管电路实现。冋转器是一种二端口器件。现用运算放大器设计一个冋转器电路：1.推导其基木方程。2•测量其回转参数g,验证其满足基本方程。3.将负载电容“回转”成一个电感量为0.1-1H的模拟纯电感，用实验的方法验证该模拟量的电感特性及电感量准确性，并与理论值进行比较。正文：一、实验材料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实验板二、实验内容1.用运算放大器设计一个回转器电路并推导其基本方程。回转器是理想回转器的简称。它是一种新型的双口元件。图1
4、-1所示电路是-•种用两个负阻抗变换器来实现的回转器电路。其特性表现为它能将一端口上的电压（或电流）“冋转”为另一端口上的电流（或电压）。端口量之间的关系为:（如图1-2）li=gU2I2二—剧或写成U尸-rl2氏二:rh式屮g和一丄分别称为回转电导和回转电阻，简称回转常数。g用矩阵形式可表示为0r■0g「_/2_—g0u2_图1-1冋转器电路图5图1-2回转器示意图2•测量回转器电路的回转参数g,验证其满足基本方程。按图1・1所示电路接线，回转器输入端山接正弦信号US,电阻/?0为100Q,电阻R为lkQ,负载电阻RL取2kQ,采
5、样电阻rO取2kQ0固定正弦信号源频率在3kHz左右，在0〜3V范围内，从低到高逐渐增加正弦信号“1幅值，记录下此时的u.u2和如的读数。根据血可得出输入电流il,由“1、“2和门可得出冋转电导g和输入电阻Rin,并与理论计算值进行比较。VI2.Ck3ha5%3kHzOXglCCOha5*HlODOnaR6l.OkOhaUR3llOOhtticoohauR8R9l.OkOhm卩2.0kOhm卩xmi万用表-XMMl666.527mV=J设畫…图2・1回转器电路仿真图51V0.511.522.5Uz/V0.1110.2220.333
6、0.4440.555Uo/V0.2220.4440.6670.8891.112h/mA0.1110.2220.3340.4450.556回转电导g(w-3/S)理论值1.000测量值1.0001.0000.9970.9980.998
7、g理・g测I(10-3/s)000.0030.0020.002由以上测量和计算可知，测量的冋转参数与计算出的理论值基本符合，满足基本方程。3.将负载电容“回转”成一个电感量为0.1-1H的模拟纯电感，用实验的方法验证该模拟量的电感特性及电感量准确性，并与理论值进行比较。如图1-2若在回转器2—2,端口接
8、以负载阻抗厶，则在1—1/端口看入的输入r2阻抗为UJr-fI2_Z丿2如果负载阻抗厶在1—1，端口，则从2—2'端口看入的等效阻抗为'"2A-UJr-5ZJ,ZL由上可见，冋转器的一个端口的阻抗是另一端口的阻抗的倒数（乘上一定比例常数），且与方向无关（即具有双向性质）。利用这种性质，回转器口J以把一个电容元件“回传”成一个电感元件或反之。例如在2-2z端口接入电容C,在正弦稳态条件下，即Z讦丄，则在1—1’端口看入的等效阻抗为jx=—=jcot2C=jcoLes式屮，Leg-r~C为1—1’端口看入的等效电感。同样，在1—1’端接
9、电容C,在正弦稳态条件下，从2—2’看进去的输入阻抗Zin2为图2-2用冋转器和电容来模拟电感按图2-2接线如图2-3。函数发生器选定正弦波输出，调节函数发生器输出电压使□二IV,在500Hz~2KHz范围内变化函数发生器频率，C分别
