回轉(zhuǎn)器電路設(shè)計,包括pspice仿真電路以及試驗大數(shù)據(jù)

1、南京航空航天大學電路實驗報告回轉(zhuǎn)器電路設(shè)計姓名：李根根學號：031220720指導(dǎo)老師：王蕓實用標準文案目錄一、實驗?zāi)康?二、實驗儀器2三、實驗原理2四、實驗要求3五、用pspice軟件進行電路仿真并分析5六、實驗內(nèi)容9精彩文檔七、 實驗心得11八、 附件Uc - f圖.12一、實驗?zāi)康?. 加深對回轉(zhuǎn)器特性的熟悉,并對其實際應(yīng)用有所了解.2. 研究如何用運算放大器構(gòu)成回轉(zhuǎn)器,并學習回轉(zhuǎn)器的測試方法二、實驗儀器1. 雙蹤示波器2. 函數(shù)信號發(fā)生器3. 直流穩(wěn)壓電源4. 數(shù)字萬用表5. 電阻箱6. 電容箱7. 面包板8 裝有pspice軟件的PC臺三、實驗原理1. 回轉(zhuǎn)器是理想回轉(zhuǎn)器的簡稱.它是

2、一種新型、線性非互易的雙端口元件,其電路符回轉(zhuǎn)成另一號如下圖.其特性表現(xiàn)為它能夠?qū)⒁欢丝谏系碾妷夯蛘唠娏鞫丝谏系碾娏骰蛘唠妷?端口變量之間的關(guān)系為11 = gu212 = gu1u1 = -ri2 u2 = ri1式子中,r, g稱為回轉(zhuǎn)系數(shù),r稱為回轉(zhuǎn)電阻,g稱為回轉(zhuǎn)電導(dǎo)2兩個負阻抗變換器實現(xiàn)回轉(zhuǎn)器圖中回轉(zhuǎn)電導(dǎo)為： g=l/R四、實驗要求先利用pspice軟件進行電路仿真,提示：仿真時做瞬態(tài)分析,信號源用Vsin ,做頻率分析時,信號源用 VAC然后在實驗室完成硬件測試：1. 用運算放大器構(gòu)成回轉(zhuǎn)器電路電路構(gòu)成見實驗教材p216圖9-24,其中電阻R的 標稱值為1000 Q,測量回轉(zhuǎn)器的回轉(zhuǎn)

3、電導(dǎo).2. 回轉(zhuǎn)器的應(yīng)用一一與電容組合構(gòu)成模擬電感.3. 用電容模擬電感器,組成一個并聯(lián)諧振電路,并測出諧振頻率以及繪制其Ucf幅 頻特性曲線.具體要求：1. 回轉(zhuǎn)器輸入端接信號發(fā)生器, 調(diào)得Us=1.5V有效值,輸出端接負載電阻 RL=20K , 分別測出U1、U2及11,求出回轉(zhuǎn)電導(dǎo)go試答復(fù)改變負載電阻以及頻率的大小對回轉(zhuǎn)電導(dǎo)有何影響？2. 回轉(zhuǎn)器輸出端接電容,C分別取0.1 口F和0.22 口F ,用示波器觀察頻率為 500Hz、 1000Hz時U1和11的相位關(guān)系,解釋模擬電感是如何實現(xiàn)的.要求畫出測試U1和11的相位關(guān)系的接線圖,并用坐標紙分別畫出兩個不同C值時的U1和I1波形,記

4、錄其相位關(guān)系.說明模擬電感的實現(xiàn)與頻率的大小有何關(guān)系.3. 用C1回轉(zhuǎn)后的模擬電感作并聯(lián)諧振電路, 諧振頻率f0取1000Hz左右,確定C和C1 的大小,信號源輸出電壓保持 Us=1.5V有效值不變,改變頻率200Hz2000HZ測量 Uc的值,同時觀察us和uc的相位關(guān)系.要求串聯(lián)一取樣電阻 1kQ 預(yù)習要求：1 畫出設(shè)計任務(wù)中完整的電路接線圖,明確11的測量方法,建議取樣電阻取 1kQ.2. 電容不要取大于1 口F的電解電容,以免誤差大.報告要求：1. 提交一份電路仿真實驗報告.2. 現(xiàn)場整理測試數(shù)據(jù)和圖表,與仿真結(jié)果比擬,給出比擬詳細的分析和說明.3. 列出RLC并聯(lián)諧振電路測量的數(shù)據(jù),

5、在坐標紙上繪制其Ucf幅頻特性.3. 總結(jié)該綜合性實驗的體會.五、用pspice軟件進行電路仿真并分析1. 測量回轉(zhuǎn)電導(dǎo)g,仿真結(jié)果如下圖：20.05uA.1 JV-2WWmAT2VSW.OTmV-50016uAk' &7Wa1J1*noviM 25CmA.0ienA 80.21 nA OmA'I WMJV250 aeuAi 救 mAq l.UUV79 WrUl79 8&nAl uumi/25Cim 1250mA250 D5uA由仿真結(jié)果可知U1 = 1.25V ;11 = 250.05uAU2 = 249.99mV所以,g = i1 /U2 = 250.05u

6、A / 249.99mV = 1.002. 回轉(zhuǎn)器等效電感電路仿真12V .VI +12V-93 63uVR9 WRK1k,>!A741睡碗> tk1km1 gIkIfc?I31092U12.00 VU2 *rtlC20 t uF12. OOMU1, i1相位圖如下所示:C=0.1uF f=500HzC=0.1uFf=1000HzC=0.22uF f=500HzC=0.22uF f=1000Hz3.并聯(lián)諧振電路仿真96 3341VI310 92U+ 12V0論_i zik ISE23 .'U2 Z.u|11S.53UVUc - f幅頻特性曲線Us - Uc相位關(guān)系圖六、實驗

7、內(nèi)容1. 測量回轉(zhuǎn)器的回轉(zhuǎn)電導(dǎo).通過實驗測得：U1 = 1.2V ;11 = 246.0UAU2 = 243.2mV 所以,g = i1 / U2 = 246.0uA / 243.2mV = 1.0110 理 S可見實驗值與理論值相符.當負載電阻變化或者頻率變化時,對回轉(zhuǎn)電導(dǎo)沒有影響.2. 測量回轉(zhuǎn)器的輸入伏安特性由圖像可知,當頻率f分別取500Hz和1OOOHz,電容C分別取O.1uF和0.22uF時, 等效電感的感抗 XL»Ro,故從電路輸入端口看,電路近于純電感,其端口電壓與電 流間的相位差約為90度.回轉(zhuǎn)電感L=C/gA2 ,在電容C一定的情況下,g與頻率大小無關(guān),所以回轉(zhuǎn)電

8、感的 大小與頻率無關(guān).3. 用電容模擬電感器,組成一個 RLC并聯(lián)諧振電路,并測出諧振頻率.頻率/Hz2004006007008001000相位/ °90705853407Uc/V0.2000.4270.7430.9541.1851.543頻率/Hz105912001300140016002000相位/ °0-25-32-40-45-69Uc/V1.5221.4261.2841.1420.9110.650七、實驗心得通過完本錢次綜合性實驗的過程,我發(fā)現(xiàn)了自己在以前學習中的不扎實地方, 本來以為自己會的地方,在真正運用的時候才發(fā)現(xiàn)掌握的并不是自己想的那樣好. 比方pspice軟件的使用,本來以為按書上的步驟一步一步來就做好了,也以為自己掌握了它的使用方法,但到了真正運用該軟件去解決問題是才發(fā)現(xiàn)事實并非如 此,面對pspice時,大腦一片茫然,只得翻書重新認真學習使用方法,最終才靈 活運用該軟件得到自己想要的結(jié)果.并且通過本實驗的不斷出錯及改