回转器的研究
电路-回转器
一、仿真实验目的
1、了解回转器的基本特性及其运放实现。
2、掌握回转器参数的测试方法，了解回转器的应用。
二、仿真实验原理
回转器：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。
性质：回转器是一种二端口网络元件，可以用含晶体管或运算放大器的电路来实现。理想回转器的电路符号如图1所示，图中箭头表示回转方向。在图示方向下，理想回转器的端口的伏安关系为 式中g和r表示回转器的回转电导和回转电阻，是表示回转器的特性参数。此二式表明，回转器具有把一个端口的电压（或电流）“回转”成另一端口的电流（或电压）的能力。回转器不仅可以使两个端口的电流和电压互相回转，而且还具有回转阻抗的性能．
三、电路设计内容与测试
（二）实验的仿真电路图如=1kΩ，电压U1=2V，测量一端电流I1、另一端电压U2和电流I2。
由图得： ,与计算值相符。
2、验证其回转性。
连接下图所示的电路：
波形：
由波形可知，电压超前电流90 ，二端电容C在一端测量时为感性L，验证了回转器的回转性。
如图1所示若在回转器的输出端口2，2’接有复阻抗 ，在图示参考方向的正弦激励作用下，从输入端口1，1’看进去的等效复阻抗(输入阻抗)
式中 为负载的复阻抗．显然，当负载阻抗 为电容性时，输入阻抗 将为电感性． 若在输出端口2，2’接一电容元件C，则从输入端口1，1’看，相当于一个电感元件L且
图1
回转器具有的这种能方便地把电容“回转”成电感的性质在大规模集成电路生产中得到重要的应用。
四、对比分析与结论
本次实验的结果与计算值相符，且在测量波形时也得到了很准确的数据，回转器也正如我们所看到的那样，具有强大的功能。
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”。
回转器的原理
回转器的原理与应用5050309090--杨帆 5050309091--刘俊良 5050309092--那日松 5050309093--陈铭明5050309689--赵佳佳 5050379004--白恒远摘要：在中规模电路器件中，大家对运算放大器最为了解，而回转器也是一个相当重要的器件。
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，它如今在工业生产中发挥着重要作用。
下面我们就把回转器的原理和一些应用简单介绍一下。
关键字：回转器 阻抗逆变原理1 基本概念和原理：理想回转器（gyrator ）是实际回转器的理想化模型，简称回转器。
回转器是一种典型的两端口电路元件，他的符号如图1所示。
图1：回转器符号其电压—电流关系为：1221u r u ri =−⎧⎨=⎩i u （1） 或表示为：1221i gu i g =⎧⎨=−⎩ （2）式中，r 称为回转电阻，g 称为回转电导，简称回转比。
两者互为倒数，是表示回转器特性的参数。
根据上式，回转器的等效电路如图2所示。
图2：回转器等效电路2 端口特性对于一个二端口元件，描述它的最好方法是找到它的端口特性。
由回转器的电压-电流关系，可以得到它的二端口电路参数矩阵。
其中， 开路电阻矩阵 R=00r r −⎛⎞⎜⎝⎠⎟； 短路电导矩阵 G=； 00g g ⎛⎞⎜⎟−⎝⎠传输参数矩阵 T= 100r r ⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎝⎠由于参数矩阵不可逆，所以回转器是一个非互易的二端口元件。
3 功 率在任一瞬时，输入回转器的功率为112221120p u i u i ri i ri i =+=−+=这表明回转器与理想变压器一样，既不储存能量，也不消耗能量，也是一种无源元件。
4 应 用通过上面的原理简单介绍,可以看出:理想回转器可以建立两个端口的电压电流关系。
这自然使我们想到了两种特殊的电路元件--电容和电感。
回转器的原理与应用
回转器的原理与应用回转器的原理与应用摘要：理想回转器的功能主要依靠运算放大器来实现，它的主要特性是能够把输出输入两端的电流与电压“回转”。
工业生产中，在大规模集成电路中，通常利用回转器的这一特性，将电容元件回转成电感元件。
关键字：回转器运算放大器电容模拟电感引言：在课程中，对于回转器只是简单介绍，但在工业上回转器是一个很重要的元件。
回转器(Gyrator)作为一种理想的网络元件，于l948年由特立根(B．D．H Tellegan) 首次被引用到网络理论中。
它是一种非贮能性的传输元件，其重要的特性可以是把电容元件回转成电感元件。
正文：回转器的主要特性回转器是一种新型的二端口元件，其符号如图1所示，其特性表现为它能将一端口上的电压“回转”为另一端口上的电流。
图1 回转器符号端口量之间的关系为i1=gu2i2=?gu1或u1=?αi2 u2=αi1示中，g为回转系数，具有电导的量纲，称为回转电导，α = 1/g 称为回转比。
回转器的原理与实现回转器可以由晶体管或运算放大器等有缘器件构成。
图2所示的电路是一种用两个负阻抗变换器来实现的回转电路。
图2 回转器电路图利用运算放大器的“虚短”和“虚断”的特性，可以列出并求解电路方程，得到回转器的端口特性。
证明：根据KCL可列出方程 i = -( i2 + i3) = -( i2+ u2/R )根据KVL可列出方程 u1 = u2+ ( -i2– u2/R ) R = -Ri2又有 i1 = i7– i5= ( u2+ iR )/R – i5并且根据“虚断”特性 i5 = i6= i所以 i1 = ( u2+ iR )/R – i = u2/R由此可以得到端口特性i1=u2 Ri2=?u1回转电导g = 1/R回转器的应用高质量的电感元件一般需要用线圈和磁心绕制成，其占用体积较大，很难在晶片上制作。
而电容元件在晶片上易于制作。
利用回转器特性，它可以将一个电容负载转换为一个电感负载。
回转器及其应用实验心得
回转器及其应用实验心得
实验中所得结果与理论值略有不同，原因首先可能是由于运算放大器不是理想运放造成的，除此之外，还可能是因为构成回转器的各电阻并不绝对相等，对回转器的特性有一定的影响。
对回转器级联构成变压器的实验进行仿真，观察负载电阻的变化对电路特性的影响，回转器电路的稳定性，当负载为100Ω时，电路正常；缓慢增大负载，当负载增大到123.5Ω时，开始几秒内波形正常，但在输出四个周期之后，输出电压会呈现指数式的增长，即电路不稳定。
说明对于实际的回转器，其稳定性容易受到外界条件的影响。
实验结论：
1、回转器是一种非互易元件，具有负载变换特性，能够将电感（电容）回转成电容（电感）。
2、回转器级联能够构成理想变压器。
电压比与两回转器的回转电阻有关。
3、实际中的回转器的稳定性容易受外部因素的影响。
实验收获：
1、通过设计并完成本实验，学会了用电路原理的理论设计实验，并且学会了处理实验中的各种异常状况，增强了自己的实验能力。
2、通过查找资料，加强了对电路原理理论的理解。
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。
实验六回转器的研究
实验六回转器的研究一、实验目的1. 了解回转器的基本特性及其运放实现。
2. 掌握回转器参数的测试方法，了解回转器的应用。
二、实验原理回转器的概念是 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，其电路符号如图 6— 1所示。
它的电流与电压的关系为l 1=gU 2 |2= — gU 1或写成U 1= — rI 2 U 2=r111式中g 和r= 1分别称为回转电导和回转电阻，简称回转常数。
用矩阵形式可表示为g若在回转器2—2 '端口接以负载阻抗 Z L ，则在1 — 1 '端口看入的输入阻抗为如果负载阻抗Z L 在1 — 1'端口，则从2— 2'端口看入的等效阻抗为I 1 I 2U 1U 2g U 1g 0 U 20 r 11r 0 I 2Zin1U 1I 1rI 2 rI 2 r 212 r 212 r 2I 1U 2/rU 2Z L I 2Z LZ b Zin2I2叫U 1/rr 2I r 2Ir 2U 1Z L I 1 Z L图6—1由上可见，回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，回转器可以把一个电容元件“回转”成一个 一 1电感元件或反之。
例如在 2 — 2端口接入电容 C ,在正弦稳态条件下,即Z L =，则在1j C—1'端口看入的等效阻抗为2 r2 x-—J r C j L egL eg = r 2C可见回转器具有双向特性。
回转器具有的这种能方便地把电容 重要的应用。
回转器是一个无源元件。
这可以证明如下，按回转器的定义公式，有R P 2 U 111 U 212 rI 211 rI 112上式说明回转器既不发出功率又不消耗功率。
一般说来，线性定常无源双口网络满足互易定理， 而回转器虽然也是属于线性定常无源 网络，但并不满足互易定理。
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。
回转器的特性及应用
回转器的特性及应用回转器，又称旋转器，是一种实现物体回转运动的装置，由电机、传动系统和控制系统组成。
其特性和应用广泛，可以用于各种场合和行业。
首先，回转器的特性有多样化。
回转器可以实现物体的顺时针或逆时针旋转，速度可调，旋转角度可以设定。
同时，回转器具有稳定性和精确度高的特点，能够保持物体回转的稳定性和精确度，不受外界环境的干扰。
回转器的应用非常广泛。
首先，在工业领域中，回转器常用于生产线上的工作台或输送带，用于实现物体的旋转和定位。
例如，汽车制造厂使用回转器来保持汽车底盘在不同工位上的旋转和定位。
回转器还可用于物料搬运，如将物料从一个位置移动到另一个位置，实现生产线上的物料输送和分拣。
其次，在建筑工程中，回转器也有广泛的应用。
一种常见的应用是在塔吊上，回转器用于实现塔吊的回转运动，使塔吊能够覆盖到更广泛的范围。
此外，回转器还可用于建筑物的幕墙安装和维护。
通过安装在回转器上的工作平台，施工人员能够轻松地进行幕墙的安装和维护工作，提高工作效率和安全性。
另外，在物流领域，回转器也有广泛的应用。
回转器可以用于物料的分拣和储存。
例如，快递公司使用回转器对包裹进行分拣，将不同目的地的包裹送到不同的出口。
此外，回转器还可以用于货物的储存，如冷藏库中的货物可以使用回转器进行整理和存放，提高货物的存储密度和管理效率。
此外，回转器还广泛应用于舞台演出和展览活动中。
在舞台演出中，回转器常用于实现舞台背景和道具的快速换景，使演出更加精彩动人。
在展览活动中，回转器可用于展品的展示和观察。
例如，展览馆中的展柜可以使用回转器，使观众可以从不同角度观察展品，提升展览的观赏性和效果。
总之，回转器具有多样的特性和广泛的应用。
在工业、建筑、物流和文化等领域中，回转器被广泛应用于物体的回转、定位和输送，提高工作效率和实现特定的操作要求。
随着科技的不断发展，回转器的功能和应用也不断创新和拓展，为各行各业提供更加高效和便捷的解决方案。
回转器的研究
任务三：利用回转器把一个电容元件回转成一个电感元件。 再组成RLC
并联电路，观察电流谐振现象，找出谐振频率 f0 = ? 测量并记录谐振 时的IR、 IC、IL及IC-IL 。 [R、C、L（C）参数自拟]
谢谢观看
共同学习相互提高
7
2
+ +
6
V1
5
-
2'
12V LF353H 8
R2
100
R7
2K
2
1K R6
2
理想运放的输入电
i4
阻为∞，同相、反
相输入端电流为零。
称为“虚断"
i3
i6=0
V=0
同相输入端与反相 输入端的电位相等 但不是短路。 称为"虚短"
i7=0 i5
i1
i8
i9
i12 i10
i13 i11
i14
i2
i15
三、实验任务
二、实验原理
原理一：回i1转器的端口i2 伏安特性
+
+
u1
u2
-
-
理想回转器是一个二端口网络，其伏安关系为：
iБайду номын сангаас i2
gu2 gu1
或
u1 u2
ri2 ri1
其中 g 和 r 分别称为回转电导和回转电阻，简称回 转系数。
原理二：回转器的阻抗逆变作用
i1
i2
+
+
u1
RL u2
-
-
回转器输出端接入负载阻抗RL ，输入端的输 入阻抗 为：Zi nU I111rU r2I2r2U I22
回转器
0 C
1
，称为品质因数。
六、实验数据记录
1．测量回转器的回转电导
按图1电路接线，回转器输入端u1接正弦信号Us，
电阻R0为51Ω，电阻R为1kΩ，负载电阻RL取2kΩ，
采样电阻r0取2kΩ。正弦信号源的频率固定在3kHz左
右，在0～3V范围内，从低到高逐渐增大正弦电压u1
，每增加约0.5V取一个点，记录下此时的u1、u2和ur0 的读数。根据ur0可得出输入电流i1，由u1、u2和i1可得 出回转电导g和输入电阻Rin，并与理论计算值进行比
相关知识点
二端口器件
回转器 串联谐振
注意事项
1. 回转器电路的电源极性及工作电压不能接错，以 免损坏运算放大器。
2. 更换实验内容时，必须首先关断实验板的电源， 不能在带电情况下更改接线。 3. 交流电源的输出不能太大，否则，运算放大器饱 和，正弦电压波形出现畸变，影响实验测量准确 性。 4. 注意信号源和示波器公共接地点的选取。
回转器是理想回转器的简称。它是一种新型的
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）
。端口量之间的关系为：
i1 gu2 或 u1 i2 i2 gu1 u2 i1
上式中，回转系数g具有电导的量纲，称为回转电 导，α＝1/g称为回转比。
可见，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。
3．如图3（a）所示，用模拟电感器可以组成一个
RLC并联谐振电路，图3（b）是其等效电路。
R
＋
u1
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。
第五章回转器解析
（二）转盘主轴承的设计计算
1. 转盘轴承类型
转盘工作时，转盘轴承承受有轴向载荷和径向载荷。转盘轴承多 选用推力向心球轴承或推力向心球面磙子轴承。
2. 主轴承载荷与寿命计算 主轴承的等效当量动载荷可用最大当
量载荷，考虑寿命系数来计算。
Pz K L Pmax Pmax Fa xFr
对于推力向心球轴承，径向系数x=1.2
（4）锥齿轮副啮合间隙的调节
利用立轴导管上、下两端的垫片来调整，调整时上、下垫片的 总数不变，只是调整上、下垫片的数目。
3.立轴导管
立轴导管的作用是安装被动伞齿轮、传递扭矩，带动立轴转动， 又能使立轴在导管内孔中上下移动。导管是采用滚动轴承支撑在回 转器的箱体上。其支撑方式主要有三种：向心止推轴承、圆锥滚子 轴承及向心球轴承和推力轴承组合式。
第五章
回转器与卡盘
§5-1 回转器的功用、要求及类型
一、 回转器的功用
回转器是钻机的重要工作机构,主要功用如下: 1.带动钻具回转,提供钻头破岩所需的转矩和转速; 2.导正钻具方向; 3.实现变角,以适应钻进不同倾角的钻孔; 4.处理孔内事故.
二、对回转器的要求
1.回转器的转矩及转速要有较宽的调节范围; 2.具有良好的导向性; 3.具有一定的变角范围,可钻进设计范围内的不同倾角的钻孔; 4.应保证主动钻杆既可转动,又不防碍在给进机构的带动下作轴向运 动; 5.最好具有1-2个反档,以满足特种工作的需要; 6.运转平稳，振动和噪音小。
目前岩心钻机的最低转速在60-180 r/min。水井钻机的最低转速在 30 r/min左右。
3.
调速范围R
R
nmax
nmax
大口径钻机R=3~5，高速小口径钻机R=4~15。
lin实验42知识资料回转器
//(R)
RZ L ZL R
➢ 通过第一个负阻抗变换 器的等效变换，回转器 的输入阻抗为
R2 Zi R //[(Z AB R)] ZL
回转器的典型应用
➢ 用模拟电感可以组成一个RLC并联谐振电路，如 图所示，并联电路的幅频特性为
U ( )
1
1 R2
(C
1 )2
L
➢ 当电源角频率为 0 1/ LC 电路发生并联谐振
测量等效并联谐振电路的特性
➢ 实验电路如图所示。图中未注电阻为R=1KΩ。接在2-2’ 端的0.01μF的电容经回转器等效成为10mH的电感，于 是，实验电路等效成为1KΩ电阻、1μF电容、10mH电感 的并联谐振电路。将函数信号发生器设置为峰峰值0.5V 的正弦波，通过改变频率测量谐振特性。
实验42 回转器
一、实验目的 二、原理 三、实验仪器和器材 四、实验内容及步骤
一、实验目的
1. 学习并掌握回转器的电路组成、基本工作 原理和基本特性
2. 掌握回转器参数的测试方法 3. 了解回转器的典型应用
二、原理
1. 理想回转方法 3. 回转器电路 4. 回转器的典型应用
理想回转器的电路模型
➢ 理想回转器是一个二端口网络, 电路模型如图所示。
➢ 回转器可以将一个端口上的电 压 “回转”为另一个端口上的 电流,用Y参数矩阵方程描述 式中g称为回转电导,具有电 导量纲
➢ 回转器也可以将一个端口上的 电流“回转”为另一个端口上 的电压,用Z参数矩阵方程描述 式中r称为回转电阻,具有电 阻的量纲;回转电导g和回转 电阻r统称回转常数
g2)
➢ 回转器可以用两个电流控制电压源构成，如图所示。同样由于 实际电路参数不可能完全对称，可以将Z参数矩阵方程改写为
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= （ − 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
2、利用回转器和电容模拟电感
如图所示， 将负载电阻 R L 换成 0.1μ F 的电容。 使用示波器观察信号源电压 VS 及回转器输入电压VI波形的超前滞后关系，并利用游标读出在不同的频率 f 下两 电压值的幅度（峰峰值）VSpp 、VIpp 及两者达到最大值时的最小时间差Δ t。 f/Hz 500 1000 1500 2000 VSpp /V VIpp /V Δ t/μ s
f/Hz 200 400 600 800 1000 1200 1300 1400 1500 1616 2000 3000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
VIpp /V 0.524 1.04 1.66 2.26 2.96 3.64 3.84 4.04 4.12 4.16 3.88 2.68 2.00 1.26 0.952 0.748 0.632 0.544 0.480
Δ t/μ s 1080 480 300 180.0 112.0 68.0 48.0 28.0 16.0 0 -30.0 -48.0 -44.0 -33.0 -27.0 -22.0 -18.8 -16.0 -14.4
VI /V
VI /VS
φ/° 77.76 69.12 64.8 51.84 40.32 29.376 22.464 14.112 8.64 0 -21.6 -51.84 -63.36 -71.28 -77.76 -79.2 -81.216 -80.64 -82.944
Z L / kΩ 0.026+j0.310 0.012+j0.615
L/H 0.0987 0.0979 0.0972 0.1007
47.52 -0.001+j0.916 37.44 0.049+j1.266
计算举例： 当 f=1500Hz 时， VI与VS 的相位差为 ∆θ = f∆ t × 360°= 1500 × 88.0μ × 360 = 47.52° 电感的阻抗为 ZL = R S × VIpp ∠∆θ VIpp ∠0°− VIpp ∠∆θ = 1k × 2.92∠47.52° 4.32∠0°− 2.92∠47.52°
回转器的研究
（预习报告）
一、实验目的
1、了解回转器的性质及应用。 2、学习如何用运算放大器构成回转器及回转器回转电阻的测试方法。 3、学习用回转器和电容来模拟电感。 4、研究 RLC 并联电路的频率特性
二、实验原理
1、回转器的概念
回转器是是一种多端元件。它的两个端口的电压、电流有以下关系： u1 = −ri2 u2 = ri1 或写为 i1 = gu2 i2 = −gu1 式中 r 具有电阻的量纲，称为回转电阻；而 r 具有电导的量纲，称为回转电导。 r 和 g 也简称为回转常数。r 与 g 互为倒数。 i1 i2 g
二者取平均值，得 r= 1 1 r1 + r2 = 0.976k + 0.983k = 0.980kΩ 2 2
2、利用回转器和电容模拟电感
使用示波器可以观察到：信号源电压VS 滞后于回转器输入电压VI。 利用游标读出在不同的频率 f 下两电压值的幅度（峰峰值）VSpp 、VIpp 及两 者达到最大值时的最小时间差Δ t 详见下表。 VI与VS 的相位差为 ∆θ = 设 VS = 则 VI = 电阻两端电压为 VR = VS − VI 流过电阻和模拟电感的电流为 I= 电感的阻抗为 ZL = VI I = VI R S VS − VI = R S × VIpp ∠∆θ VIpp ∠0°− VIpp ∠∆θ VR VS − VI = RS RS VIpp 2 2 ∠∆θ VSpp 2 2 ∠0° ∆t × 360°= f∆ t × 360° t
计算举例： 当R L =2.0kΩ 时，输入电流 II = 输出电流 IO = VO 0.928 = = 0.464mA RL 2.0k VR 0.951 = = 0.951mA RS 1k
使用两种方法计算 r，有 r1 = VO 0.928 = = 0.976kΩ II 0.951m V 0.456 r2 = I = = 0.983kΩ IO 0.464m
I I /mA I O /mA 0.962 0.712 0.5633 0.464 0.3992 0.348 r1 / kΩ 0.970 0.967 0.981 0.976 0.986 0.986 r2 / kΩ 0.972 0.956 0.976 0.983 0.977 0.980 r/ kΩ 0.971 0.962 0.979 0.980 0.982 0.983
3、利用模拟出的电感进行 RLC 并联谐振实验
实验电路如上图所示，在回转器输入端并联一个 0.1μ F 的电容。给定正弦
信号发生器输出电压（有效值）不变。 （1）用示波器显示李萨如图形的方法测定谐振频率 f0 ，并与理论计算值进行比 较。 （2） （提高要求）设计实验测 RLC 并联谐振的幅频特性及相频特性曲线。
将r1、r2 取平均值即可得到较为精确的回转电阻值 r。
R L /kΩ 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 VI /V 0.935 0.681 0.550 0.456 0.390 0.341 VO /V VR /V 0.481 0.496 0.496 0.712 0.736 0.736 0.845 0.861 0.861 0.928 0.951 0.951 0.998 1.012 1.012 1.044 1.059 1.059
品质因数为：
Q
0C
G
1 G0 L
1 C G L
三、实验仪器
直流电源 函数信号发生器 1台 1台
数字示波器 数字万用表 可调电阻箱 1μ F 电容 1kΩ 电阻 运算放大器（741）
1台 1只 1只 2只 8只 2只
四、预习计算
1、计算实验任务 1 中的回转电阻值；
解：设电阻R 1～R 7 的阻值均为R；回转器的输入电压为 uI ，输出电压为uO ；运放 U1 的反向输入端电位为u−1 ， 输出端电位为uO1 ； 运放U1 的同相输入端电位为 u+2 ， 反向输入端电位为u−2 ，输出端电位为uO2 ，则 由U1 “虚短” ，得 u− 1 = uI 由U2 “虚短” ，得 u+2 = u−2 = uO 由U1 “虚断” ，得 uO1 − u−1 u−1 = R R 即 uO1 − uI uI = R R 所以有 uO1 = 2uI 由U2 “虚断” ，得 uO1 − u−2 u−2 − uO2 = R R 所以有 uO2 = 2u−2 − uO1 = 2uO − 2uI 设回转器输入端电流为iI ，输出端电流为iO （方向均为流入回转器） ，则
2、计算实验任务 2 中的电容“回转”出的电感值；
解：回转器具有阻抗变换作用。 根据 1 中的计算， duO d（ − riI ） di = −rC = r 2C I dt dt dt 即回转器将电容“回转”为电感，有 uI = riO = −rC L = r 2 C = （1k） × 0.1μ = 0.1H
六、注意事项
1、运算放大器的电源极性及工作电压不能接错。 2、更换实验内容时，必须首先关断电源，不能在带电情况下更改接线。 3、 交流电源的输出不能太大， 否则， 运算放大器饱和， 正弦电压波形出现畸变， 影响实验测量准确性。 4、注意信号源和示波器公共接地
一、实验数据整理及分析
若求出的ZL = a + jb，则模拟电感的电感值为 L= b b = ω 2π f
f/Hz 500 1000 1500 2000
VSpp /V 4.20 4.20 4.32 4.36
VIpp /V 1.22 2.18 2.92 3.36
Δ t/μ s 380.0 160.0 88.0 52.0