1、姓名： 趙 玲 學(xué) 號(hào)： 1010200219 優(yōu)質(zhì)內(nèi)容# 回轉(zhuǎn)器的設(shè)計(jì)摘要： 回轉(zhuǎn)器是理想回轉(zhuǎn)器的簡稱，是一種新型的雙口元件。其特性表現(xiàn)為它能將一端口上的電壓（或電流）“回轉(zhuǎn)”為另一端口上的電流（或電壓）。本文利用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)負(fù)阻抗變換器電路，進(jìn)而利用負(fù)阻抗變換器實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)器。通過在multisim11.0仿真軟件中的模擬，驗(yàn)證了回轉(zhuǎn)參數(shù)滿足的基本方程以及回轉(zhuǎn)器將負(fù)載電容“回轉(zhuǎn)”為電感量的準(zhǔn)確性。關(guān)鍵字：回轉(zhuǎn)器 回轉(zhuǎn)參數(shù) 模擬電感 正文：1、 實(shí)驗(yàn)裝置及設(shè)備裝置 雙路穩(wěn)壓電源 函數(shù)發(fā)生器 交流毫伏表 數(shù)字示波器 有源電路實(shí)驗(yàn)板 2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)一個(gè)回轉(zhuǎn)器電路并推導(dǎo)其基本方

2、程（a） 基本原理： 回轉(zhuǎn)器示意圖如圖1-1，回轉(zhuǎn)器端口量之間的關(guān)系： I1=gU2 I2=-gU1 或 U1=rI2 U2=-rI1 式中g(shù)和r（r=1/g）分別為回轉(zhuǎn)電導(dǎo)和回轉(zhuǎn)電阻,簡稱回轉(zhuǎn)常數(shù)。 用矩陣形式表示為： 或 回轉(zhuǎn)器電路圖如圖1-2所示： 圖 1-1 圖 1-2（b）實(shí)驗(yàn)的仿真電路圖如下圖所示： 實(shí)驗(yàn)步驟： 電路圖中：R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R8=1k，改變R8和一端的電壓U1，測量一端電流I1、另一端電壓U2和電流I2，并記錄在表格中。仿真截圖： V1=1.000 R8=1K : R8=2K V2=2.000 R8=1K R8=2K 由電路圖知, R8/kV

3、1/VI1/mAU2/VI2/mAg測/(g=I1/U2)g理/ 11.0001.000-1.0001.000-1.00-1.00021.0001.999-1.9991.000-1.00012.0002.000-2.0002.000-1.00022.0003.963-3.9631.982-1.000結(jié)果分析：由表格知，所測的回轉(zhuǎn)參數(shù)的值與理論上回轉(zhuǎn)器的回轉(zhuǎn)參數(shù)值吻合，從而驗(yàn)正了回轉(zhuǎn)參數(shù)滿足了基本方程。2、將負(fù)載電容“回轉(zhuǎn)”成一個(gè)電感量為0.11H的模擬電感，用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證該模擬量的電感特性及電感量準(zhǔn)確性，并與理論值進(jìn)行比較。（a） 基本原理：回轉(zhuǎn)器不僅可以使兩個(gè)端口的電流和電壓互相回轉(zhuǎn)，而且還

4、具有回轉(zhuǎn)阻抗的性能如圖2-1,2-2所示若在回轉(zhuǎn)器的輸出端口 接有復(fù)阻抗Z，在圖示參考方向的正弦激勵(lì)作用下，從輸入端口看進(jìn)去的等效復(fù)阻抗(輸入阻抗)式中為負(fù)載的復(fù)阻抗顯然，當(dāng)負(fù)載阻抗 為電容性時(shí)，輸入阻抗 將為電感性若在輸出端口接一電容元件C，則從輸入端口看，相當(dāng)于一個(gè)電感元件L 且式中，為11端口看進(jìn)去的等效電阻。 圖 2-1 圖 2-2（b)仿真電路圖如圖所示：實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)前面的計(jì)算有L=C/,取上個(gè)實(shí)驗(yàn)的值，則要使L=0.11H，C=0.11F。本實(shí)驗(yàn)使用示波器來觀察電流和電壓的相位差來判斷是否回轉(zhuǎn)成功，需要在輸入端串聯(lián)一個(gè)采樣電阻以獲得電流波形，取采樣電阻R8=1000,觀察電壓與反

5、向電流的波形如圖2-4所示，仿真電路的的理論等效電路圖如圖2-3所示，其電壓與電流反向電流波形如圖2-5所示： 圖2-3實(shí)驗(yàn)波形的部分截圖：回轉(zhuǎn)器電路，f=100HZ,C=0.5uF： 圖 2-4對應(yīng)的等效電路圖中電壓與電流的波形圖： 圖2-5所測數(shù)據(jù)的表格f/HzC/uFU1與I1之間的時(shí)間/msU1與I1之間的相位差模擬電感L理論值/H模擬電感L測量值/H1000.52.49689.90.50.510012.49689.91.01.02000.51.24889.90.50.520011.24889.91.01.03000.50.83289.90.50.530010.83289.91.01.0分析：比較兩波形圖可知，兩波形圖幾乎一致，則模擬成功。從表格中也可以看出本實(shí)驗(yàn)可以得到一個(gè)較好的純電感。3、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 可以用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)一個(gè)回轉(zhuǎn)器，和回轉(zhuǎn)器可以成功的實(shí)現(xiàn)電容和電感及電容和電感的相互轉(zhuǎn)化，這極大的方便了電路的實(shí)現(xiàn)，有很強(qiáng)的適用價(jià)值。參考文獻(xiàn)1 黃錦安 電路 北京：機(jī)械工業(yè)出版