电路实验教程1.13 回转

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1、1.13实验十三回转器的研究1.13.1.实验目的(1).观测和研究回转器的端口伏安特性；(2).测试回转器的参数；(3).了解回转器的应用。1.13.2.实验原理(1)回转器的端口伏安特性理想回转器是一个二端口网络，其电路模型如图12.1所示，其伏安关系为i1=gu2或u1=-ri2i2=-gu1u2=ri1即一个端口的电流（或电压）能够“回转”为另一个端口的电压（或电流），其中g和r分别称为回转电导和回转电阻，简称回转系数。U2+-U1-+I2I1图1.13-2由回转器实现阻抗逆变ZLZinu2+-u1-+i2i1图1

2、.13-1回转器模型(2)回转器的阻抗逆变作用在图1.13-2中，回转器输入端接入负载阻抗ZL，入端的输入阻抗假如负载为电容，其阻抗为1/(jwC)，则此时输入阻抗即输入阻抗为电感L=r2C的电感元件，所以回转器也是一个阻抗逆变器。(3)利用回转器产生浮地电感用回转器（当输出端接电容C时）模拟的电感一端接地，这就意味着此电路仅能用来实现一端接地的电感。然而无源RLC电路通常包含有不接地的电感，这种电感一般称为“浮地电感”。实现这种电感的途径是把两个回转器和一个电容按图12.3(a)级联起来。如果回转器是理想的，那么该电路就

3、具有图1.13-3(b)所示的数值为Cr2的理想浮地电感的性质。rİ1图1.1-3回转器模拟浮地电感+1-1¢U1İ4+-U4r22¢(a)1¢2¢12Cr2(b)用模拟电感可以构成谐振电路或滤波器等电路。(4)用运算放大器组成回转器图1.13-4回转器结构原理图4++238R4R5R1100W2KW5LF353H1KWR8100W4+-578R2R3100W2KW5LF353H1KWR6300W12VR7V116V212V¥-+1¢12¢2用运算放大器组成回转器的电路有多种，图1.13-4为其中一种，其工作原理请同学们自

4、行分析之。1.13.3实验内容(1)回转器端口伏安特性的观测用示波器分别观测输出端接RL、L或C时的入端电压、电流波形。实验线路参考图1.13.5。图1.13-5回转器伏安特性测试线路R2低频信号发生器接示波器YA接示波器YB接示波器地1´12´KK(2)回转常数的测定uC+-uS-+C1i1图1.13-6谐振电路CrR在图1.13-5中，当RL接于输出端时，用示波器观测出u11¢、u22¢和UR的峰-峰值，根据回转器的特性方程式，计算出回转常数r，并由u11¢和i1计算出输入电阻Ri，与Ri=r2/RL的计算值相比较。（

5、3）由回转器组成谐振电路在回转器输出端接电容，构成电感元件，然后和R、C组成如图1.13-6所示电路，改变信号发生器uS的频率，用示波器观测电压uC和电流i1的变化曲线。1.13.4.注意事项（1）实验时，回转器的端口不能接错，改变接线时须先关断电源；(2)必须使运算放大器处于正常工作电压，以免损坏；（3）实验前要认真学习示波器和信号发生器的使用方法，以保证实验效果。1.13.5.思考题（1）试推导图1.13-3(a)所示电路的端口伏安方程，说明其等效电路如图1.13-3(b)所示。(2)试画出含回转器的T型低通滤波器电路

6、，并说明各参考数值；(3)理想回转器是无源元件吗？试说明之。1.13.6.实验报告要求(1)分别绘出实验内容(1)中负载为RL、L和C时，回转器入端u1、i1波形曲线；(2)根据测量结果，计算出回转电阻r值；(3)理论上计算出实验内容(3)中谐振频率，并与实测结果比较。1.13.7.实验设备双踪示波器1台数字合成信号发生器1台电路原理实验箱1个回转器组件1个