回转器电路设计实验
回转器
数字示波器
1台
数字万用表
1只
可调电容箱
1只
可调电阻箱
1只
直流毫安表
1只
交流毫伏表
1只
有源电路实验板 1块
直流稳压电源
用表
可调电容箱
可调电阻箱
直流毫安表
交流毫伏表
有源电路实验板
实验步骤
1. 测量回转器的回转电导
Ro ro
uro
实验标准报告
一、实验目的 1．学习和了解回转器的特性。
2．研究如何用运算放大器构成回转器，学习回转器 的测试方法。
2. 回转器可以由晶体管或运算放大器等有源器件
构成。图5.16.2所示电路是一种用两个负阻抗变换器
来实现的回转器电路。
其端口特性：
i1
1 R
u2
i2
1 R
u1
根据回转器定义式，可得 g＝1/R。
＋ ＋
R0
－
R0
R0
i5
i6
R
i3
i1 u1
A
i
Rin
R i7
Rin
B
－
R0
3. 绘制不同频率下，电路中采样电阻两端的幅频特 性。
实验现象
1. 在模拟电感器实验中，回转器的负载接电容时， 其端口的电压相位超前于端口电流相位，说明回 转器将电容转换成了电感。
2. 电阻、电容和模拟电感器串联当输入信号频率等 于谐振频率时电路发生了谐振，此时电阻上的电 压最大。
实验结果分析
1. 如果直接将通道1测量 us，通道2测量uro，会产 生什么后果？为什么？ 答：会造成功率函数发生器输出端短路。因为 示波器两通道的“地”是同一个“地”。
电路实验教程1.13 回转
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i 1=g u 2 或 u 1= - r i 2i 2=-g u 1 u 2= r i 1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。
(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z r L 2)(r r 1r I U I U Z 2222211in=-=-== 假如负载为电容，其阻抗为1/(j ωC)，则此时输入阻抗L j Cr j C j 122in r Z 'ω=ω=ω=即输入阻抗为电感L=r 2C 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，那么该电路就具有图1.13-3(b)所示的数值为Cr 2的理想浮地电感的性质。
图1.13-1 回转器模型 U 2 - + 图1.13-2 由回转器实现阻抗逆变 Z in 图1.1-3 回转器模拟浮地电感(a)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R L 、L 或C 时的入端电压、电流波形。
回转器电路设计（完整版,包括pspice仿真电路以及实验大数据）
回转器电路设计（完整版,包括pspice仿真电路以及实验⼤数据）航空航天⼤学电路实验报告回转器电路设计姓名：李根根学号：031220720⽬录⼀、实验⽬的 (2)⼆、实验仪器 (2)三、实验原理 (2)四、实验要求 (3)五、⽤pspice软件进⾏电路仿真并分析 (5)六、实验容 (9)七、实验⼼得 (11)⼋、附件（Uc – f 图） (12)⼀、实验⽬的1．加深对回转器特性的认识，并对其实际应⽤有所了解。
2．研究如何⽤运算放⼤器构成回转器，并学习回转器的测试⽅法。
⼆、实验仪器1．双踪⽰波器2．函数信号发⽣器3．直流稳压电源4．数字万⽤表5．电阻箱6．电容箱7．⾯包板8．装有pspice软件的PC⼀台三、实验原理1．回转器是理想回转器的简称。
它是⼀种新型、线性⾮互易的双端⼝元件，其电路符号如图所⽰。
其特性表现为它能够将⼀端⼝上的电压（或者电流）“回转”成另⼀端⼝上的电流（或者电压）。
端⼝变量之间的关系为I1 = gu2 u1 = -ri2I2 = gu1 u2 = ri1式⼦中，r，g称为回转系数，r称为回转电阻，g称为回转电导。
2．两个负阻抗变换器实现回转器图中回转电导为:四、实验要求先利⽤pspice软件进⾏电路仿真，（提⽰：仿真时做瞬态分析，信号源⽤Vsin ，做频率分析时，信号源⽤VAC）然后在实验室完成硬件测试：1．⽤运算放⼤器构成回转器电路（电路构成见实验教材p216图9-24，其中电阻R的标称值为1000Ω），测量回转器的回转电导。
2．回转器的应⽤——与电容组合构成模拟电感。
3．⽤电容模拟电感器，组成⼀个并联谐振电路，并测出谐振频率以及绘制其Uc~f幅频特性曲线。
具体要求：1．回转器输⼊端接信号发⽣器，调得Us=1.5V(有效值)，输出端接负载电阻RL=200Ω，分别测出U1、U2及I1，求出回转电导g。
试回答改变负载电阻以及频率的⼤⼩对回转电导有何影响？2．回转器输出端接电容，C分别取0.1µF和0.22µF，⽤⽰波器观察频率为500Hz、1000Hz 时U1和I1的相位关系，解释模拟电感是如何实现的。
实验五 回转器的设计与研究
实验报告五 回转器的设计与研究1、电路课程设计目的（1）利用运算放大器设计电路，实现回转器；（2）用实验方法测定回转器参数并与理论计算值比较。
2、设计电路原理与说明理想回转器是一种线性的非互易二端口网络，不消耗功率也不发出功率，是一个无源线性元件。
回转器有把一个端口的电压“回转”到另一个端口的电流或相反的过程这样一种性质。
正是如此，可利用回转器将一个电容回转为一个电感，这为集成电路中对于电感元件难以集成的问题提供了一种解决的方法，即用便于集成的电容代替电感。
回转器矩阵方程为112200i u g i gu ⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭112200u i r u r i -⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭其中，g 具有电导量纲，称为回转电导；r 具有电阻量纲，称为回转电阻，它们均为常数，亦称为回转常数，且1g r =。
设计电路图如下：1320R R ==Ω 2410R R ==Ω121'2'图一利用运算放大器的“虚短”“虚断”概念，对O 1的同相端列KCL 方程有2421u u i R -=对O 2同相端列KCL 方程有213u i R -=又流过R 2和R 4的电流相同有12424u u u R R -=故42112R i u R R =写成矩阵形式为31122412100R i u i u R R R ⎛⎫-⎪⎛⎫⎛⎫⎪=⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ⎪⎝⎭当1234R R R R =时，即满足回转器的条件，矩阵形式为3112231010R i u i u R ⎛⎫-⎪⎛⎫⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ ⎪⎝⎭回转电导31g R =，回转电阻3r R =。
现取1320R R ==Ω，2410R R ==Ω，故0.05g s =，20r =Ω。
3、电路课程设计仿真内容与步骤及结果（1）在1-1’ 端口接入电源，在2-2’ 端口接入10Ω电阻，测量I 1 I 2 U 2；图二1212200.6u i ==Ω21 5.999200.3u i -=≈Ω （2）在2-2’ 端口接入电源，在1-1’ 端口接入10Ω电阻测量I 2 I 1 U 1；图三125200.25u i ==Ω 2110200.5u i --==Ω-（3）测量回转器将电感回转为电容的特性；图四波形图为图五电流超前电压，表现出电容的特性。
回转器实验报告
回转器实验报告回转器实验报告引言：回转器是一种常见的实验装置，用于研究物体在旋转时产生的力和动力学特性。
本次实验旨在通过构建一个简单的回转器装置，探究回转器的基本原理和运行机制，并分析其在不同条件下的性能表现。
一、实验目的本实验的主要目的如下：1. 理解回转器的基本原理和结构；2. 探究回转器在不同转速下的性能变化；3. 分析回转器在不同负载条件下的工作特性；4. 讨论回转器在实际应用中的局限性和改进方向。
二、实验装置与方法1. 实验装置：本次实验所使用的回转器装置主要包括一个电动机、一个转轴、一个负载轮和一套数据采集系统。
电动机通过转轴将动力传递给负载轮，数据采集系统用于记录转轴转速和负载轮的转动情况。
2. 实验方法：在实验开始前，首先将电动机与转轴连接，并将负载轮安装在转轴上。
然后，通过调节电动机的转速，记录不同转速下转轴的转动情况。
接着，改变负载轮上的负载，记录不同负载条件下转轴的转速和负载轮的转动情况。
最后，根据实验数据进行分析和讨论。
三、实验结果与讨论1. 回转器转速与负载关系：根据实验数据，我们可以得出回转器的转速与负载之间存在一定的关系。
当负载增加时，回转器的转速会下降；当负载减小时，回转器的转速会增加。
这是因为负载的增加会增加回转器所需的力矩，从而降低转速。
2. 回转器转速与电动机转速关系：实验还表明，回转器的转速与电动机的转速之间存在一定的关系。
当电动机的转速增加时，回转器的转速也会增加；当电动机的转速减小时，回转器的转速也会减小。
这是因为电动机提供的动力直接影响着回转器的转速。
3. 回转器的性能与负载轮材料的关系：在实验中，我们还发现负载轮的材料对回转器的性能有一定的影响。
当负载轮的材料较轻时，回转器的转速会相对较高；当负载轮的材料较重时，回转器的转速会相对较低。
这是因为负载轮的材料质量会影响回转器所需的力矩。
四、实验结论通过本次实验，我们得出了以下结论：1. 回转器的转速与负载之间存在一定的关系，负载增加会导致转速下降。
回转器电路设计报告资料
回转器设计实验报告实验课程：电路实验与实践实验名称：回转器设计学号:031150204姓名：蔡慧敏实验目的：1.加深对回转器特性的认识，并对其实际应用有所了解。
2.研究如何用运算放大器构成回转器，并学习回转器的测试方法。
二、实验原理1. 回转器是理想回转器的简称，它能将一端口上的电压（电流）“回转“成另一端口上的电流（电压）。
端口变量之间的关系为:I1=gU2 或 u1=-ri212二 gU1 u2=ri1式中：r、g为回转系数，为回转电阻，g为回转电导。
2. 两个负阻抗变换器实现回转器:入 时 :Rin=1/(g2RL) 回转电导 :g=1/R三、实验仿真软件PSpice 仿真软件四、实验步骤1. 测回转电导 g ：回转器输入端接信号发生器，调得US=1.5V （有效值），输出端接负载电阻 RL=200Q ，分别 测U1, U2, 11，求g 。
2.记录不同频率下 U1 、I1 的相位关系：回转器输出端接电容，C 分别取0.1卩F 、0.22卩F ，用 示波器观察f 分别为500Hz 、1000Hz 时U1和11的相位关系。
3.测由模拟电感组成的并联谐振电路的 Uc~f 幅频特性：取C 仁0.1卩F 经回转器成为模拟电感，另取C=0.22卩F ,则 f0=1.073kHz, 符合要求。
信号源输出电压有效值保持为 1.5V 不变，改变频率（200Hz 〜2000H3 ,测Uc 的值，同时观察 US 和 UC 的相位关系。
（串联一取样电阻，阻值 1k Q ） 五、仿真实验电路图及数据用电阻接一般情况 :Zin=1/（g2ZL ）1 .测量回转电导g,仿真结果如图1-1所示;模拟数据：：U 仁22.48uV U2=16.05uV g=u1/1000/U2=1.00X10-3 S 2.回转器等效电感电路仿真;仿真曲线:150 37uV1.337mAW\249 39nA115.07nAuA741147 18uV R9 w Ik■1 33 7mA 1+■(0.1uf 500Hz)(0.1uf 1000Hz)(0.22uf 1000Hz)(0.22uf 500Hz) 3. RLC并联电路仿真结果;Uc - F关系图六、（见手抄版）七、实验体会从星期天开始做仿真电路开始到今天已经是第四天，终于完成了了的时候，有一种很单纯的开心，从一开始不知所云开始，到一步步解决过程中遇到的困难，好像把这个学期所有的电路实验都连起来了一样，甚至于许多没做过的实验，记得在实验电路课堂上做仿真电路的时候，就只是按照书上的步骤照葫芦画瓢，设置的那些参数自己都不知道有什么用，而在这次的实验中，真是从新学了 PSPICE 的软件，各种参数设置的意义，还有许多图形符号的意义。
回转器的研究
= （ − 0.001 + j0.916） kΩ 模拟电感的电感值为 L= b 0.916k = = 0.0972H 2πf 2π × 1500
3、利用模拟出的电感进行 RLC 并联谐振实验。
固定信号源电压VS 的有效值为 1.5V，将VS 与 LC 两端电压VI（即回转器输入 电压）分别接于示波器两输入端，扫描方式选择“X-Y 显示” 。改变信号源频率， 调节 X、Y 轴增益，使荧光屏出现直线。此时信号源频率即为谐振频率f0 。 按上述方法（用示波器显示李萨如图形）测得谐振频率 f0 = 1616Hz 固定信号源电压VS 的有效值为 1.5V，使用示波器观察信号源电压VS 及 LC 两 端电压VI的波形，利用游标读出在不同的频率 f 下 LC 两端电压的幅度（峰峰值） VIpp 及VS 与VI达到最大值时的最小时间差Δ t（VI超前于 VS 的时间）详见下表。 VI的有效值为 VI = VI与VS 的相位差为 φ= ∆t × 360°= f∆t × 360° t VIpp 2 2
当输入为正弦电压，负载阻抗是一个电容元件 C 时， u1 = −ri2 = −r −C du2 du d（ri1 ） di = rC 2 = rC = r 2C 1 dt dt dt dt
即回转器将电容“回转”为电感，有 L = r 2C 因此，在回转器输出端接入一个电容元件，从输入端看入时可等效为一电感 元件，等效电感 L = r 2 C。所以，回转器也是一个阻抗变换器，它可以使容性负 载变换为感性负载。
1、测量回转器的回转电阻
实验中使用万用表测得负载电阻R L 变化时，回转器输入电压的有效值 VI、输 出电压的有效值VO 以及采样电阻R S 两端电压的有效值VR 详见下表。 根据VR 可以计算出输入电流II ，根据VO 可以计算出输入电流IO ： V V II = R ；IO = O RS RL 进而根据预习计算中所求得的 1 1 iI = − uO ；iO = uI r r 可以得到两种计算 r 的方法： r1 = VO V ；r2 = I II IO
回转器的设计实验报告
姓名：赵玲学号： 1010200219回转器的设计摘要：回转器是理想回转器的简称，是一种新型的双口元件。
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）。
本文利用运算放大器实现负阻抗变换器电路，进而利用负阻抗变换器实现回转器。
通过在multisim11.0仿真软件中的模拟，验证了回转参数满足的基本方程以及回转器将负载电容“回转”为电感量的准确性。
关键字：回转器回转参数模拟电感正文：一、实验装置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（a）基本原理：①回转器示意图如图1-1，回转器端口量之间的关系：I1=gU2 I2=-gU1 或 U1=rI2 U2=-rI1式中g和r（r=1/g）分别为回转电导和回转电阻,简称回转常数。
用矩阵形式表示为： =⎥⎦⎤⎢⎣⎡I2I1⎢⎣⎡-g 0⎥⎦⎤0g ⎥⎦⎤⎢⎣⎡U2U1 或 =⎥⎦⎤⎢⎣⎡U2U1⎢⎣⎡r 0⎥⎦⎤0-r ⎥⎦⎤⎢⎣⎡I2I1 ②回转器电路图如图1-2所示：图 1-1图 1-2（b ）实验的仿真电路图如下图所示：①实验步骤：电路图中：R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R8=1kΩ，改变R8和一端的电压U1，测量一端电流I1、另一端电压U2和电流I2，并记录在表格中。
②仿真截图：V1=1.000 R8=1KΩ:R8=2KΩV2=2.000 R8=1KΩR8=2KΩ③由电路图知-13S10.01-⨯-=理g,R8/k ΏV1/VI1/mAU2/VI2/mAg测/1-S(g=I1/U2)g理/1-S%100|-|⨯理理测ggg1 1.000 1.00-1.0001.00-1.00310-⨯-1.00310-⨯2 1.000 1.999-1.9991.00-1.00410-⨯1 2.000 2.00-2.0002.00-1.00410-⨯2 2.0003.963-3.9631.982-1.00410-⨯④结果分析：由表格知，所测的回转参数的值与理论上回转器的回转参数值吻合，从而验正了回转参数满足了基本方程。
实验23回转器
实验二十三 回转器一、实验目的1. 掌握回转器的基本特性2. 测量回转器的基本参数3. 了解回转器的应用 二、原理说明1. 回转器是一种有源非互易的新型两端口网络元件， 电路符号及其等效电路如图23-1(a)、(b)所示。
图 23-1 理想回转器的导纳方程如下： I 1 0 g u 1＝ ，或写成 i 1＝gu 2 ，i 2＝－gu 1 I 2 -g 0 u 2也可写成电阻方程：u 1 0 -R i 1＝ ，或写成u 1＝－R i 2 ，u 2＝R i 1 u 2 R 0 i 2式中g 和R 分别称为回转电导和回转电阻，统称为回转常数。
2. 若在2-2'端接一负载电容C ，则从1-1'端看进去就相当于一个电感，即回转器能把一个电容元件“回转”成一个电感元件；相反也可以把一个电感元件“回转”成一个电容元件，所以也称为阻抗逆变器。
2-2'端接有C 后，从1-1'端看进去的导纳Y i 为2222211/i u g g i gu u i Y i -=-== Cj Z i u L ω122=-=Lj C j g Y i ωω1/2==∴，式中2g C L =为等效电感。
3. 由于回转器有阻抗逆变作用，在集成电路中得到重要的应用。
因为在集成电路制造中，制造一个电容元件比制造电感元件容易得多，我们可以用一带有电容负载的回转器来获得数值较大的电感。
图23-2为用运算放大器组成的回转器电路图。
112,22U 2(a)11,U 12U 2(b)图 23-2三、四、实验内容实验线路如图23-3所示。
R S 跨接于HE-13挂箱中G 线路板左下部的二个插孔间。
1. 在图23-3的2-2'端接纯电阻负载（电阻箱）， 信号源频率固定在1KHz ，信号电压≤3伏。
图 23-3 用交流毫伏表测量不同负载电阻R L 时的 U 1、U 2 和U RS ， 并计算相应的电流I 1、I 2和回转常数g ，一并记入表23-1中。
上海交通大学本科学位课程 电路实验 回转器
1 1 = 0.001 /S 回转电导（理论值）： g = = R 1000
i1 回转电导（实验值）：g = u2
（计算结果见表5.16.1）
2.模拟电感器测量。
从示波器上可以看到u1相位超前于i1相位，说明 回转器容性负载回转成感性负载。 3. 用模拟电感器作RLC并联谐振实验 谐振频率（理论值）计算公式：
Z in =
1 1 jωC = = = jω L 2 2 g ZL g 2 1 g jωC
因此，在回转器输出端接入一个电容元件，从输入 端看入时可等效为一电感元件，等效电感L＝C/g2。 所以，回转器也是一个阻抗变换器，它可以使容性 负载变换为感性负载。
4. 如图5.16.4（a）所示，用模拟电感器可以组成 一个RLC并联谐振电路，图5.16.4（b）是其等效电 路。 图5.16.4（a） RLC并联谐振电路图 图5.16.4（b） RLC并联谐振电路等效电路图
按图5.16.5所示电路接线，将负载RL换成电容箱， 电容调到 1µF。为了观察不同频率 f 时，输入电压与 输入电流的相位超前滞后关系以及uro的波形。测量数 据填入表5.16.2
3. 用模拟电感器作RLC并联谐振实验
R0
ro
－
R0 R
R0
－
R0
＋
uR uS
C1
R
＋
R
C2
图5.16.6 RLC并联谐振电路图
回转器
实验目的 实验原理 实验仪器 实验步骤 实验报告要求 实验现象 实验结果分析 实验相关知识 实验标准报告
实验目的
1. 学习和了解回转器的特性。 2. 研究如何用运算放大器构成回转器，学习回转 器的测试方法。 3. 学习用回转器和电容，来替代电感的方法。
电工电子综合实验报告-负阻抗变换器和回转器
电工电子综合实验报告——负阻抗变换器和回转器的设计一、摘要本文提出了利用运算放大器实现：（1）负阻抗变换器（NIC）的电路（2）回转器电路二、引言1、理想运算放大器有着①开环电压放大倍数A为无穷大；②输入电阻为无穷大；③输出电阻为零的特性。
而它在线性工作区的两个特性：“虚短”及“虚短”使得它有了广泛的应用。
如比例器、加法器、减法器、积分器等。
本文中则是实现了简单的负阻抗变换器和回转器。
2、负阻抗变换器（NIC）是一种二端口器件，是电路理论中的一个重要的基本概念，在工程实践中也有广泛的应用。
它一般由一个有源二端网络形成一个等值的线性负阻抗。
该网络可由线性集成电路或晶体管等元器件组成。
3、回转器是一种二端口网络元件，可用含晶体管或运算放大器的电路来实现。
它有着①不消耗能量不存储能量②非记忆元件③线性非互异元件④电量回转作用的特点。
也就是说它具有把一个端口的电压（或电流）“回转”成另一端口电流（或电压）的能力。
它的一个重要用途就是将电容“回转”成电感，或反之。
三、正文（一）实验材料与设备装置本实验采用的是虚拟的方法，所使用的软件为Multisim7。
（二）实验过程1、用运放设计一负阻抗变换器（NIC）电路⑴电流反向型负阻抗变换器（INIC）（图1—1）图1—1 INIC电路INIC的端口特性可用T参数描述为：U1 1 0 U2 ，其中 1 0= T=I1 0 -1/k I2 0 -1 /k当有负载Zl时，11’端口看进去的端口阻抗Z=U1/I1=kU2/I2，即为Z=-kZ2.即若22’接电阻R时，端口阻抗为-kR;接电感时，端口阻抗为-kL；接电容时，端口阻抗为-kC。
⑵电压反向型负阻抗变换器（VINC）（图1—2）图1—2 VNIC电路VNIC的端口特性可用T参数描述为：U1 -k 0 U2 ，其中-k 0= T=I1 0 1 I2 0 1当有负载Zl时，11’端口看进去的端口阻抗Z=U1/I1=kU2/I2，即为Z=-kZ2.即若22’接电阻R时，端口阻抗为-kR;接电感时，端口阻抗为-kL；接电容时，端口阻抗为-kC。
电工电子综合实验报告-负阻抗变换器和回转器
电工电子综合实验报告——负阻抗变换器和回转器的设计一、摘要本文提出了利用运算放大器实现：（1）负阻抗变换器（NIC）的电路（2）回转器电路二、引言1、理想运算放大器有着①开环电压放大倍数A为无穷大；②输入电阻为无穷大；③输出电阻为零的特性。
而它在线性工作区的两个特性：“虚短”及“虚短”使得它有了广泛的应用。
如比例器、加法器、减法器、积分器等。
本文中则是实现了简单的负阻抗变换器和回转器。
2、负阻抗变换器（NIC）是一种二端口器件，是电路理论中的一个重要的基本概念，在工程实践中也有广泛的应用。
它一般由一个有源二端网络形成一个等值的线性负阻抗。
该网络可由线性集成电路或晶体管等元器件组成。
3、回转器是一种二端口网络元件，可用含晶体管或运算放大器的电路来实现。
它有着①不消耗能量不存储能量②非记忆元件③线性非互异元件④电量回转作用的特点。
也就是说它具有把一个端口的电压（或电流）“回转”成另一端口电流（或电压）的能力。
它的一个重要用途就是将电容“回转”成电感，或反之。
三、正文（一）实验材料与设备装置本实验采用的是虚拟的方法，所使用的软件为Multisim7。
（二）实验过程1、用运放设计一负阻抗变换器（NIC）电路⑴电流反向型负阻抗变换器（INIC）（图1—1）图1—1 INIC电路INIC的端口特性可用T参数描述为：U1 1 0 U2 ，其中 1 0= T=I1 0 -1/k I2 0 -1 /k当有负载Zl时，11’端口看进去的端口阻抗Z=U1/I1=kU2/I2，即为Z=-kZ2.即若22’接电阻R时，端口阻抗为-kR;接电感时，端口阻抗为-kL；接电容时，端口阻抗为-kC。
⑵电压反向型负阻抗变换器（VINC）（图1—2）图1—2 VNIC电路VNIC的端口特性可用T参数描述为：U1 -k 0 U2 ，其中-k 0= T=I1 0 1 I2 0 1当有负载Zl时，11’端口看进去的端口阻抗Z=U1/I1=kU2/I2，即为Z=-kZ2.即若22’接电阻R时，端口阻抗为-kR;接电感时，端口阻抗为-kL；接电容时，端口阻抗为-kC。
电工实验论文~回转器设计
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1-1所示电路是一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）“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，回转器输入端u 1接正弦信号U S ，电阻R 0为100Ω，电阻R 为1k Ω，负载电阻R L 取2k Ω，采样电阻r 0取2k Ω。
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u 1幅值，记录下此时的u 1、u 2和u r 的读数。
根据u r 可得出输入电流i 1，由u 1、u 2和i 1可得出回转电导g 和输入电阻R in ，并与理论计算值进行比较。
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。
eg in L j C j r Cj I I r U I r rU rI I rI I U Z ωωω=⋅=⋅-⋅-=⋅-=-===211211211212221 式中Ｌ＝r2Ceg关键字:回转器回转电阻回转电导回转参数引言：回转器的概念是 B.D.H.Tellegen于1948年提出的。
六十年代由L.P.Huelsman及B.A.Sheei等人用运算放大器及晶体管电路实现。
回转器是一种二端口器件。
现用运算放大器设计一个回转器电路：1.推导其基本方程。
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：二、仿真试验实验材料及设备装置正弦函数电源电容放大器所需阻值电阻二、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。
电工电子综合实验报告材料-负阻抗变换器和回转器
电工电子综合实验报告——负阻抗变换器和回转器的设计一、摘要本文提出了利用运算放大器实现：（1）负阻抗变换器（NIC）的电路（2）回转器电路二、引言1、理想运算放大器有着①开环电压放大倍数A为无穷大；②输入电阻为无穷大；③输出电阻为零的特性。
而它在线性工作区的两个特性：“虚短”及“虚短”使得它有了广泛的应用。
如比例器、加法器、减法器、积分器等。
本文中则是实现了简单的负阻抗变换器和回转器。
2、负阻抗变换器（NIC）是一种二端口器件，是电路理论中的一个重要的基本概念，在工程实践中也有广泛的应用。
它一般由一个有源二端网络形成一个等值的线性负阻抗。
该网络可由线性集成电路或晶体管等元器件组成。
3、回转器是一种二端口网络元件，可用含晶体管或运算放大器的电路来实现。
它有着①不消耗能量不存储能量②非记忆元件③线性非互异元件④电量回转作用的特点。
也就是说它具有把一个端口的电压（或电流）“回转”成另一端口电流（或电压）的能力。
它的一个重要用途就是将电容“回转”成电感，或反之。
三、正文（一）实验材料与设备装置本实验采用的是虚拟的方法，所使用的软件为Multisim7。
（二）实验过程1、用运放设计一负阻抗变换器（NIC）电路⑴电流反向型负阻抗变换器（INIC）（图1—1）图1—1 INIC电路INIC的端口特性可用T参数描述为：U1 1 0 U2 ，其中 1 0= T=I1 0 -1/k I2 0 -1 /k当有负载Zl时，11’端口看进去的端口阻抗Z=U1/I1=kU2/I2，即为Z=-kZ2.即若22’接电阻R时，端口阻抗为-kR;接电感时，端口阻抗为-kL；接电容时，端口阻抗为-kC。
⑵电压反向型负阻抗变换器（VINC）（图1—2）图1—2 VNIC电路VNIC的端口特性可用T参数描述为：U1 -k 0 U2 ，其中-k 0= T=I1 0 1 I2 0 1当有负载Zl时，11’端口看进去的端口阻抗Z=U1/I1=kU2/I2，即为Z=-kZ2.即若22’接电阻R时，端口阻抗为-kR;接电感时，端口阻抗为-kL；接电容时，端口阻抗为-kC。
07下第八课回转器
，等值电阻 R =
1 g RL
2
； ；
图17－4
1 jω C C = 2 = jω L ，等值电感 L = 2 2 g g g jω C 1 1 = （3）当 ZL =jω L 时， Zin = 2 ，等值电容 C = g 2 L 。 g jω L jω C
时， Zin =
（4）比较第七次课负阻抗变换器的逆变作用： 当ZL为电容时，负载阻抗 ZL=1/ jωC
rL
4、任务: 综合 测量图17-11电路的参数：其中RS=1k ，C=1µF，CL=0.1µF，g=10-3S，保持正弦波有效值
∆ US=3V，信号源采用功率输出或电压输出。并测量不同频率时的U1 、 Urs 、 ϕ 值以及U1最大值、Urs最小值、
及 ∆ϕ = 0 时所对应的f 值。对 ∆ϕ 值的测量，以回路总电流作为参考，CH1测U1，CH2测URS且反相，注意接 地点。以不同角度试分析并联谐振电路的试验结果。（分析根据各人所学的理论、实践等综合知识来发挥。）
RL（Ω） 500 1k 2k 4k 测量值 U1（V） U2（V） URS（V） I1（mA） I2（mA） 计算值 g1=I1/U2 (10-3S) g2=I2/U1 (10-3S) g=(g1+g2)/2 (10-3S)
2、测量等效电感L：其中保持正弦波有效值us=3V，C=0.1µF，L=C/g2中的g取上题结果，改变f，用数字 万用表测量图17-10的参数。
二、基本原理 “回转”成为另一端口的电压（或电流）。
符号 在任意瞬间回转器所吸收的功率总和为： u1i1+ u2i2= - ri2i1+ ri1i2 =0
图17-2 模型
所以回转器既不吸收功率也不发出功率，是无源器件。 又因回转器的Y参数和Z参数中Y12≠Y21，Z12ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Z21所以回转器是一非互易元件。 2、在实际回转器中，由于不完全对称，其电流、电压关系为：i1=g1u2 近但是不相等，所以实际回转器是一种有源器件。
专题二、 回转器、旋转器电路的设计 (提供一份旋转器的参考资料)
专题二、 回转器、旋转器电路的设计摘要：本文简要地介绍了一种回转器和旋转器电路的设计方法，并对所设计的电路进行了研究。
例如测定了回转器的基本参数g ，旋转器的旋转特性的验证，得到了较好的实验结果。
关键字：回转器、旋转器、运算放大器。
引言：回转器是一种无源且非互易的二端口元件。
可以用含晶体管或运算放大器的电路来实现。
回转器可以把１μＦ的电容“回转”成１Ｈ的电感，这在工程上有重大意义。
因为在微电子器件中电容容易集成，而电感难以集成，利用回转器和电容来模拟电感是解决问题的一个重要途径。
旋转器和变标器、反照器及变换器均属线性转换器。
这类器件可以完成输入端和输出端的特性变换。
利用这种变换，可以从目前常用的非线性电阻器等元件产生出许多新的非线性元件，为工程上非线性元器件提供了来源。
实验原理：理想回转器端口的电流、电压关系可用下列方程来表示：｛1221gu i gu i -== 或 ｛1221ri u ri u =-=1. 回转器：设计一个回转器电路，测量其基本参数g （有数据组）。
将负载电容 “回转”成一个电感量为0.1H ～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。
然后，研究它的频率特性（十组数据）。
回转器是一种有源非互易的新型二端口网络元件，可以用含晶体管或运算放大器的电路来实现。
理想回转器端口的伏安关系为式中，g 和r 分别称为回转器的回转电导和回转电阻，其单位分别是S 和 ，统称为回转常数，且有g=1/r 。
回转器的一端口电压（或电流）可用另一端口电流（或电压）表示。
回转器具有把一个端口的电压（或电流）“回转”成另一个端口电流（或电压）的能力。
回转器的一个重要用途是可以把电容“回转”成电感，或反之。
（1） 测定g ；（2） 将负载电容 “回转”成一个电感量为1H 的模拟纯电感；（3） 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； （4） 研究频率特性；2. 旋转器：设计一个θ= - 15°到 - 80°的旋转器，定标系数R=0．5K Ω～2 K Ω。
5回转器电路仿真
仿真实验五 回转器的研究一、实验目的：1、了解回转器的基本电特性及其运算放大器实现办法。
2、掌握回转器参数的测试方法并了解其应用。
二、实验原理：理想回转器是一种线性的非互易二端口网络，如下图所示为回转器的电路模型：作为理想的二端口网络，其端口电流、电压关系可表示为：1221i gu i gu =⎧⎨=-⎩或写为：2112u ri u ri =⎧⎨=-⎩其中，具有电导量纲，称为回转电导；具有电阻量纲，称为回转g r 电阻，他们均为常数，亦称为回转常数，且。
1g r =用矩阵形式表示上面的方程，写为112211220000i u g i g u u i r u r i ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦-⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦因为，所以理想回转器是非互易的，不满足互易定12211221,Z Z Y Y ≠≠理。
根据理想回转器的端口方程，可作出用受控源表示回转器的电路模型，01U 02U 由上述方程可计算理想回转器的总功率为：()()112212210p u i u i u gu u gu =+=+-=上式说明，理想回转器既不消耗功率也不发出功率，因此它是一个无源线性元件。
同时由上述方程又可看出，回转器有把一个端口的电压“回转”到另一个端口的电流或相反的过程这样一种性质。
正是如此，可利用回转器将一个电容回转为一个电感，这为集成电路中对于电感元件难以集成的问题提供了一种解决办法，即用便于集成的电容代替电感。
如在上图的输出端接一负载阻抗则输入阻抗为：2Z i Z 212221222111i I U g Z g Z I gU U g I ∙∙∙∙∙∙-====⎛⎫- ⎪⎝⎭上式中，当（端口2开路），（端口1短路），当2Z →∞0i Z →（端口2短路），（端口1开路）。
如故取，则20Z →i Z →∞21Z j Cω=，可见。
称回转器的这种性质为阻抗倒置性。
2i C Z j g ω=j L ω=2C L g =回转器了利用多种电路实现，如运算放大器、受控源等等，先使用运算放大器电路构成回转器，其设计电路如下图所示：由上图电路进行理论计算：3301112011244340222602267711R R U U U U U U U R R R R U U U R U U R R R ⎧⎛⎫--⎧=+-=⎪ ⎪⎪⎝⎭⎪⎪⇒⎨⎨-⎛⎫⎪⎪==+ ⎪⎪⎪⎩⎝⎭⎩331011112114224122022162212454475111R R U U U i U U i R R R R R R R U U U U R i i U U R R R R R R ⎧⎛⎫-⎧=-+=+⎪ ⎪⎪⎝⎭⎪⎪⇒⎨⎨--⎛⎫⎪⎪=+=-+- ⎪⎪⎪⎩⎝⎭⎩ 根据上图中数据，所有电阻均为，则有：1k Ω3314224116224475111R R R R R R R i U R i U R R R R ⎡⎤-⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦--⎢⎥⎣⎦1122101000101000i U i U ⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎡⎤⇒=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥-⎢⎥⎣⎦可知，或11000g s =1r k =Ω 即当在输出端接入电容值为的电容时，输入端处相当于接入了大C F μ小为的电感。
回转器实验指导书
回转器实验一实验目的1了解回转器的原理及构成，对回转器有感性的认识2学习用回转器和电容，产生频变电感的方法3通过电路设计理解回转器的特性和应用二实验原理1 回转器一种双口网络，其符号如图1所示。
其特性表现为它能将一端口上的电压（电流）“回转”为另一端口上的电流（或电压）。
端口量之间的关系为： 或回转系数g 称为回转电导，α＝1/g 称为回转电阻图12回转器可以由运算放大器等构成。
图2所示电路是一种两个运算放大器和电阻构成回转器电路。
1221i gu i gu =⎧⎨=-⎩1221u i u i αα=-⎧⎨=⎩图2三实验任务1按图2 所示电路接线，回转器输入端接正弦信号u ，1端接信号源红表笔，R1= 1K Ω、R2= 100Ω、R3= 300Ω、R4=2K Ω、R5=1K Ω、R6=2K Ω、R7=100Ω、R8=100Ω、R9=1K Ω，C1=0.22uF 。
运算放大器为uA741。
图32如图3所示，正弦信号源频率在500HZ,电压vpp5V ，示波器CH2通道红表笔接2处，黑表笔接地；示波器CH1通道红表笔接1处，黑表笔接地；CH2所测即为回转器输入电压u2，通过示波器上math 的减法功能，实现CH1和CH2通道的减法，得到CH1-CH2电压差即为电阻R9上的电压ur ，则得通过回转器的电流9R ur I =，记下u2和ur 的波形；并算出测得的L 值，其中I L u2=ω。
图4 图53如图4所示，在电路中串联一个0.1uF 的电容，图5为等效电路，构成了RLC 串联电路，求出谐振频率0f ，201LC =ω。
4如图4，1端接信号源红表笔，令示波器CH2通道红表笔接2处，黑表笔接地；示波器CH1通道红表笔接1处，黑表笔接地；CH1电源即为信号源电压u ，同上通过示波器math 里的减法功能，实现CH1和CH2的通道的减法，得到CH1-CH2电压差即为电阻R9上的电压r u '，则9R u I r '=，调节信号源的频率，观察CH1的波形和CH1-CH2的波形。
利用运算放大器搭建回转器电路仿真报告.
利用运算放大器构成回转器电路的研究电22 王明轩2012010905 电22 李自帅2012010916 摘要：回转器是基本的电路元件之一，它在电力处理和信号处理电路中具有广泛的应用。
本文以采用运算放大器实现回转器的电路为例，讨论了回转器的端口特性及其性质，并运用Multisim对分析结果进行了仿真验证。
关键词：回转器运算放大器仿真一、背景介绍回转器(Gyrator)的是现代网络理论中使用的一种双口电阻元件，其元件符号如图所示：回转器(gyrator)是一种具有电阻倒换或电感与电容倒换性质的二端口元件，由特勒根提出并加以命名的基本电路元件。
目前，回转器已做成IC模块供用户使用，是无电感滤波器中的重要元件。
它在信号处理和元件转换中具有独特的作用。
课上学习回转器过程中，对其“回转”功能（尤其是可以将电容转变为电感应用在集成电路中）产生浓厚兴趣。
因此选取课本上所给的由运算放大器构成的回转器电路结合仿真进行研究，电路如右图所示。
二、原始电路分析1.理论分析（1）回转器的实现电路如下：由运放的“虚短”和“虚断”可得：由电阻的串联可知：故：，故类似的，可以求出：故：满足回转器的参数矩阵，及实现了回转器的要求。
（2）利用回转器实现电容到电感的回转。
在电路的又端口接一个电容原件C，此时有：由回转器的特性方程可得：可以令C便实现了电容到电感的回转。
2.仿真验证仿真过程中，令所有R=1kΩ，电源内阻rr=500Ω。
（1）直流特性令负载RL=1k Ω，连接仿真电路如图：R7进行直流扫描分析其回转功能，输出值即为U2/I1、 U1/I2,结果如图：可见当电压绝对值在一定范围内时，这两个比值绝对值都恒定在1k Ω附近，符合理论分析的回转器回转特性。
如果输入电压绝对值过大或过小，运放不再工作在线性工作区，回转特性无法实现。
（2）交流特性及将电容“回转”为电感的功能。
输入换为交流电源，并将负载换为10μF 电容，仿真电路如图：进行交流分析，输出量为输入电压和电流，结果如图由其相频特性曲线可看出在中频段时，电流领先电压约为90°，即实现了由电容回转为电感的功能。
5 回转器 电路仿真
仿真实验五 回转器的研究一、 实验目的：1、了解回转器的基本电特性及其运算放大器实现办法。
2、掌握回转器参数的测试方法并了解其应用。
二、 实验原理：理想回转器是一种线性的非互易二端口网络，如下图所示为回转器的电路模型：作为理想的二端口网络，其端口电流、电压关系可表示为：1221i gu i gu =⎧⎨=-⎩ 或写为：2112u ri u ri =⎧⎨=-⎩其中，g 具有电导量纲，称为回转电导；r 具有电阻量纲，称为回转电阻，他们均为常数，亦称为回转常数，且1g r =。
用矩阵形式表示上面的方程，写为112211220000i u g i g u u i r u r i ⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦-⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 因为12211221,Z Z Y Y ≠≠，所以理想回转器是非互易的，不满足互易定理。
根据理想回转器的端口方程，可作出用受控源表示回转器的电路模型，01U 02U 由上述方程可计算理想回转器的总功率为：()()112212210p u i u i u gu u gu =+=+-=上式说明，理想回转器既不消耗功率也不发出功率，因此它是一个无源线性元件。
同时由上述方程又可看出，回转器有把一个端口的电压“回转”到另一个端口的电流或相反的过程这样一种性质。
正是如此，可利用回转器将一个电容回转为一个电感，这为集成电路中对于电感元件难以集成的问题提供了一种解决办法，即用便于集成的电容代替电感。
如在上图的输出端接一负载阻抗2Z 则输入阻抗i Z 为：212221222111i I U g Z g Z I gU U g I ∙∙∙∙∙∙-====⎛⎫- ⎪⎝⎭上式中，当2Z →∞（端口2开路），0i Z →（端口1短路），当20Z →（端口2短路），i Z →∞（端口1开路）。
如故取21Z j Cω=，则2i C Z j g ω=j L ω=，可见2CL g=。
称回转器的这种性质为阻抗倒置性。
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南京航空航天大学
实验报告
实验课程：电路实验与实践
实验名称:回转器电路设计
班级：0312302
学号：
姓名：
实验日期：2013-12-19
一、实验目的
1.加深对回转器特性的认识，并对实际应用有所了解；
2.研究如何运用运算放大器构成回转器，并学习回转器的测试方法。
二、实验原理
回转器是理想回转器的简称，它能将一端口上的电压（电流）“回转”成
另一端口上的电流（电压）。
端口之间的关系为:
I1=gU2 或u1=-ri2
I2=-gU1 或u2=ri1
式中：r、g 为回转系数，r为回转电阻，g 为回转电导。
三、实验步骤
1. 测回转电导g：
回转器输入端接信号发生器，调得US=1.5V（有效值），输出端接负载电
阻RL=200Ω，分别测U1，U2，I1，求g。
2. 记录不同频率下U1、I1的相位关系：
回转器输出端接电容，C分别取0.1μF、0.22μF，用示波器观察f
分别为500Hz、1000HZ时U1和I1的相位关系。
3. 测由模拟电感组成的并联谐振电路的Uc~f幅频特性：
取C1=0.1μF经回转器成为模拟电感，另取C=0.22μF，则f0=1.073kHz,
符合要求。
信号源输出电压有效值保持为 1.5V 不变，改变频率（200Hz~2000Hz），测Uc 的值,同时观察US和UC的相位关系。
（串联一取样电阻，阻值1k
Ω）
四、仿真实验电路图及数据
1.测量回转电导g,仿真结果如下图所示
实验数据：U1=250mV U2=244.99mV I1=U1/1000 g=I1/U2=U1/(1000*U2)=1.00 X 10-3s
2、回转器等效电感电路仿真:
注：以下视图V（R1：1，R1：2）为UR（UR=I1*R），V（R5：2）为输入电压U1
U1-I1 相位关系图（C=0.1uf ，f= 500HZ）
U1-I1 相位关系图（C=0.1uf ，f= 1000HZ）
U1-I1 相位关系图（C=0.22uf ，f= 500HZ）
U1-I1 相位关系图（C=0.22uf ，f= 1000HZ）3. RLC并联电路仿真结果:
Uc-f 幅频特性曲线。