负阻抗变换器(电路电工原理适用)

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电路原理

电路原理
作用,其余的独立 源应如何处理? 若把电路中某一电阻换成二极管,试问叠加性 和齐次性是否成立? 在求戴维宁等效电路时,短路测ISC的条件是什 么? 若含源二端网络不允许短路或开路时,如何用 其他的方法测出等效电阻的阻值?



二 基本原理
1.线性电路满足叠加性,即在有几个独立源共同
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三. 实验内容
按左图接线,其中E=10V为稳压 电源的输出电压,实验中保持不 变,其余元件如图示(即实验台 上直流稳压电路单元中的电 路).按下图表测量实验数据
待 测 量 测 量 值
I1
I2
I3
IA
IS
U1
U2
U3
UA
US
四. 实验报告
(1) 完成实验测试、数据列表
(2) 根据基氏定律及电路参数计算出各支路电流及电压 (3) 计算结果与实验测量结果进行比较,说明误差原因
触发部分
垂直控制部分
垂直方向每格 为0.5V
水平控制部分
水平方向每格为0.5ms
触发系统
读出功能
1.光标开\关: 按此键可打开\关闭光标测量功能
2.光标功能: 按此键选择下列测量功能:
(1)⊿ V:电压差测量; (2)⊿ V%:电压差百分比测量; (3)⊿ VdB:电压 增益测量; (4)⊿ T:时间差测量; (5)1/⊿ T:频率测量; (6)DUTY:占空比测 量; (7)PHASE:相位测量
在任一假设的封闭面内. 同样适用.如图
假设电流流出为正,流 进为负,则有
I1+I2-I3=0
(2)KVL:在任一时刻,沿闭合回路电压降的代数和等于零.一般 形式为:∑U=0 . 如图所示
在左图的闭合回路中,电压 参考正方向如箭头所示,从 节点a出发,顺时针方向绕行 一周又回到a 点,则 U1+U2+U3-U4-U5=0 该定律也是普遍使用于线性 和非线性的电路.

负阻抗变换器和回转器的设计

负阻抗变换器和回转器的设计

负阻抗变换器和回转器的设计摘要 本文简要介绍了负阻抗变换器(NIC )和回转器的原理,通过实验研究NIC 的性能,并应用NIC 性能作为负内阻电源研究其输出特性,还将这负电阻应用到R LC 串联电路中, 从中观察到除过阻尼、临界阻尼、负阻尼外的无阻尼等幅振荡和总电阻小于零的负阻尼发散震荡;并且利用负阻抗变换器实现回转器,进而利用回转器将电容回转成模拟纯电感,还利用模拟的电感组成RLC 并联谐振电路。

关键字 负阻抗变换器 运算放大器 二端口网络 回转器 回转电导 模拟电感 并联谐振1.负阻抗变换器的原理负转换器是一种二端口网络,通常,把一端口处的U 1和I 1称为输入电压和输入电流,而把另一端口’处的U 2和-I 2称为输出电压和输出电流。

U 1、I 1和U 2、I 2的指定参考方向如下图中所示。

根据输入电压和电流与输出电压和电流的相互关系,负阻抗变换器可分为电流反向型(INIC)和电压反向型(VNIC)两种, 电路图分别如下图的(a )(b )所示:图中U 1和I 1称为输入电压和输入电流, U 2和-I 2称为输出电压和输出电流。

U 1、I 1和U 2、I 2的指定参考方向如图1-1、1-2中所示。

根据输入电压和电流与输出电压和电流的相互关系,负阻抗变换器可分为电流反向型(INIC)和电压反向型(VNIC)两种,对于INIC ,有U 1 =U 2 ;I 1=( 1K -)(2I -)式中K 1为正的实常数,称为电流增益。

由上式可见,输出电压与输入电压相同,但实际输出电流-I 2不仅大小与输入电流I 1不同(为I 1的1/ K 1倍)而且方向也相反。

换言之,当输入电流的实际方向与它的参考方向一致时,输出电流的实际方向与它的参考方向相反(即和I 2的参考方向相同)。

对于VNIC ,有U 1= 2K - U 2 ; I 1 = 2I -式中K 2是正的实常数,称为电压增益。

由上式可见,输出电流-I 2与输入电流I 1相同,但输出电压U 2不仅大小与输入电压U 1不同(为U 1的1/K 2倍)而且方向也相反。

电路分析实验报告

电路分析实验报告

电压源与电流源的等效变换一、实验目的1、 加深理解电压源、电流源的概念。

加深理解电压源、电流源的概念。

2、 掌握电源外特性的测试方法。

掌握电源外特性的测试方法。

二、原理及说明1、 电压源是有源元件,电压源是有源元件,可分为理想电压源与实际电压源。

可分为理想电压源与实际电压源。

可分为理想电压源与实际电压源。

理想电压源在一定的电流理想电压源在一定的电流范围内,具有很小的电阻,它的输出电压不因负载而改变。

而实际电压源的端电压随着电流变化而变化,压随着电流变化而变化,即它具有一定的内阻值。

即它具有一定的内阻值。

即它具有一定的内阻值。

理想电压源与实际电压源以及理想电压源与实际电压源以及它们的伏安特性如图4-1所示所示((参阅实验一内容参阅实验一内容))。

2、电流源也分为理想电流源和实际电流源。

理想电流源的电流是恒定的,理想电流源的电流是恒定的,不因外电路不同而改变。

不因外电路不同而改变。

不因外电路不同而改变。

实际电流源的电流与所联接实际电流源的电流与所联接的电路有关。

当其端电压增高时,通过外电路的电流要降低,端压越低通过外电路的电流越大。

实际电流源可以用一个理想电流源和一个内阻R S 并联来表示。

图4-2为两种电流源的伏安特性。

流源的伏安特性。

3、电源的等效变换一个实际电源,尤其外部特性来讲,可以看成为一个电压源,也可看成为一个电流源。

两者是等效的,其中I S =U S /R S 或或 U S =I S R S图4-3为等效变换电路,由式中可以看出它可以很方便地把一个参数为U s 和R s 的电压源变换为一个参数为I s 和R S 的等效电流源。

同时可知理想电压源与理想电流源两者之间不存在等效变换的条件。

之间不存在等效变换的条件。

三、仪器设备电工实验装置电工实验装置 : DG011 DG011、、 DG053 DG053 、、 DY04 DY04 、、 DYO31四、实验内容1、理想电流源的伏安特性1)1) 按图4-4(a)4-4(a)接线,毫安表接线使用电流插孔,接线,毫安表接线使用电流插孔,接线,毫安表接线使用电流插孔,R R L 使用1K Ω电位器。

SG-501B电工电子电力拖动实验装置

SG-501B电工电子电力拖动实验装置

SG-501B电工电子电力拖动实验装置产品名称:电工电子电力拖动实验装置产品型号:SG-501B产品价格:32900 元产品信息:概述“SG-501B 电工电子实验装置” 是本公司在总结国内电工实验设备基础上采用成熟的技术推出的新型实验装置,综合了目前我国大学本科、专科、中专及职校“ 电路分析” 、“ 电工基础” 、“ 电工学”“电子学” 、“ 电机控制” 、“ 继电接触控制” 及“ 电力拖动” 等课程实验大纲的要求而研制,特别适用于高等院校现有实验设备的更新换代,及中专、职校等新建或扩建实验室,迅速开设实验课提供了理想的实验设备。

一、功能1 、本装置可提供实验所需的交流电源、低压直流电源、可调恒流源、函数信号发生器(含频率计)、受控源、交直流测量仪表(电压、电流、功率、功率因数)、各实验挂箱及电机等。

2 、能完成“ 电工基础” 、“ 电工学” 中的叠加、戴维南、双口网络、谐振、选频及一、二阶电路等实验。

3 、能完成“ 电路分析” 、“ 电工学” 中的单相、三相、日光灯、变压器、互感器及电度表等实验。

4 、能完成“ 电机控制” 、“ 继电接触控制” 及“ 电力拖动” 等课程实验。

5 、能完成“数字电路”、“模拟电路”、“电力拖动”等实验。

二、技术性能1 、输入电源:三相四线 ( 或三相五线 ) 380V±10% 50Hz2 、工作环境:温度 -10℃~ + 40℃相对湿度< 85%( 25℃ ) 海拔<4000m3 、外形尺寸: 167×73× 153cm 34 、装置容量:< 1.5KVA三、装置的配备装置主要由电源仪器控制屏、实验桌、实验挂箱及三相鼠笼电机等组成。

( 一 )01 电源仪器控制屏控制屏为铁质双层亚光密纹喷塑结构,铝质面板。

为实验提供交流电源、直流电源、恒流源、受控源、数控信号源及各种测试仪表等。

具体功能如下:1 、主控功能板1.1 三相 0 ~ 450V 及单相 0 ~ 250V 连续可调交流电源。

负阻元件的设计与应用实验

负阻元件的设计与应用实验

负阻元件的设计与应用实验【摘要】在电路理论中,负阻元件在电子电路中主要用来产生振荡,其特性曲线都是严重非线性的。

负阻元件典型的应用是间歇振荡,在缺乏高效供电时尤其有用。

负阻振荡器结构简单、体积小、成本低,所以在一些需要初始触发时经常使用。

【关键词】负阻元件;二极管;运算放大器;负阻抗;负阻抗变换器;振荡器负阻元件在电子电路中主要用来产生振荡,其特性曲线都是严重非线性的。

负阻元件大都为两端器件,做振荡器时可代替多端有源器件,如三极管等。

负阻元件典型的应用是间歇振荡,在缺乏高效供电时尤其有用。

负阻振荡器结构简单、体积小、成本低。

常用的双向触发二极管,其特性曲线就有典型的负阻区,所以在一些需要初始触发时经常使用。

一、负阻元件负阻元件是一种电阻值为负值的元件,目前还没有研制出这种元件,只是理论推测应该存这样一种二端电路元件。

下面从电路变量的约束关系给出具体推测过程。

元件的基本变量如端电压U,端电流i和与此相关的变量如元件两端电荷q及其中磁通&,在理想电路元件中,R、L、C元件已为我们所熟悉,从变量约束关系的完备性及对称性推断,还应存在一种理想电路元件,在变量q与&之间建立起一种约束关系,即f(q、&、t)=O。

这就是“负阻元件”目前人们预它将是发现和应用得最迟的一种基本二端元件。

1.基本特性负阻特性也称为负微分电阻特性,是指一些电路或电子元件在某特定的电流增加时,电压反而减少的特性。

一般的电阻在电流增加时,电压也会增加,负阻特性恰好与电阻的特性相反。

电压随电流变化的情形可以用微分电阻(differential resistance)r表示:r=dV/dI没有一个单一的电子元件,可以在所有工作范围都呈现负阻特性,不过有些二极管(例如隧道二极管(英语:tunnel diode))在特定工作范围下会有负阻特性。

用共振隧道二极管(英语:resonant-tunneling diode)说明其负阻特性。

复阻抗调谐器原理-概述说明以及解释

复阻抗调谐器原理-概述说明以及解释

复阻抗调谐器原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述复阻抗调谐器是一种用于电路中频率匹配及传输优化的重要工具。

它通过调整电路的复阻抗,使得电路在输入和输出之间能够实现最大功率传输,并保持阻抗匹配。

复阻抗调谐器在电子通信、射频工程和无线通信等领域中得到广泛应用。

复阻抗调谐器的基本原理是根据电路的输入和输出阻抗之间的差异来调整电路的复阻抗。

当电路的输入和输出阻抗不匹配时,会导致信号的反射和损耗,降低系统的性能。

而通过使用复阻抗调谐器,可以改变电路的输入和输出阻抗,使其能够更好地适应各种工作条件。

复阻抗调谐器的应用场景非常广泛。

在通信系统中,复阻抗调谐器可以改变无线电频率可变器件的输入和输出阻抗,以实现频率调谐并匹配不同频段的信号。

在射频工程中,复阻抗调谐器可以用于天线的驻波测量和阻抗匹配,以确保有效的能量传输。

此外,复阻抗调谐器还常用于功率放大器、滤波器、混频器等电路组件中,以提高系统的性能和效率。

虽然复阻抗调谐器具有很多优势,但也存在一定的局限性。

首先,复阻抗调谐器的设计和调整过程相对复杂,需要一定的专业知识和经验。

其次,复阻抗调谐器的功率损耗较大,可能会导致系统的能量浪费。

此外,复阻抗调谐器的频率匹配范围也存在一定限制。

未来,随着通信技术的不断发展和实际需求的不断变化,复阻抗调谐器仍将继续发展。

未来的复阻抗调谐器可能会更加精密和高效,能够应对更广泛的频率范围和复杂的电路需求。

同时,随着集成电路技术的进步,复阻抗调谐器也有可能被集成到芯片级电路设计中,以进一步提高系统性能和简化电路布局。

综上所述,复阻抗调谐器是一种重要的电路调谐工具,广泛应用于各个领域。

虽然它存在一定的局限性,但随着技术的进步和应用需求的变化,复阻抗调谐器有望在未来继续发展,并发挥更大的作用。

1.2文章结构文章结构是指文章的组织方式和章节安排,它对于读者来说非常重要,因为一个良好的结构可以帮助读者更好地理解和消化文章的内容。

本文将采用如下结构,以确保文章的逻辑性和连贯性:1. 引言1.1 概述在本部分,我们将简要介绍复阻抗调谐器的基本概念和作用,以及它在电路领域的应用。

负阻抗变换器及其应用

负阻抗变换器及其应用
用Vp-p值为1V,频率1KHz的正弦波信号源取代恒压源,用
双踪示波器观察并记录U1与I1以及U2与I2的相位差。 为了测量到I1,信号源需串联一个100~200Ω的电阻,通
过测量电压间接获取电流。
电工技术实验课程团队
示波器公共地
电工技术实验课程团队
U1用示波器CH1测量,I1用示波器CH2测量。示波器的接地端( 鳄鱼夹)接地端。通过光标法,读取U1与I1的相位差。注意
R=500Ω L=15mH
阻抗角 -174.64°
五、实验注意事项 1、整个实验中应使U1=(0~1)V。
2、防止运放输出端短路。
电工技术实验课程团队
六、实验报告要求
1、根据表9-2-1中的数据,完成计算,并绘制负 阻特性曲线。 2、根据实验2的数据,解释观察到的现象,说明 负阻抗变换器实现阻抗变换的功能。 3、回答思考题。
I1平均(mA) I1平均(mA)
(3)计算等效负阻抗。
实测值:R-=U1平均/I1平均。
理论计算值:
R '
KZ L
10 3
RL
电流增益: K R1 / R2
电工技术实验课程团队
2、阻抗变换及相位观察
(1)用0.2μF的电容器串联一500Ω电阻取代ZL,电容另外 一端接实验箱ZL的正端,电阻的另外一端接ZL的负端。
可见,电容通过负阻抗变换器呈现电感性质,而电
感通过负阻抗变换器呈现电容性质。

电工技术实验课程团队
三、实验设备
1、负阻抗变换器实验箱
电工技术实验课程团队
2、电流测试线
电工技术实验课程团队
3、正负12V电源
电工技术实验课程团队
4、元件
电工技术实验课程团队

实验二十七负阻抗变换器的研究

实验二十七负阻抗变换器的研究

实验二十七负阻抗变换器的研究1实验目的1.加深对负阻抗概念的认识,掌握对含有负阻抗器件电路的分析方法。

2.了解负阻抗变换器的工作原理及其运放实现。

3.掌握负阻抗变换器的各种测试方法。

2实验器材1.QY-DT01电源控制屏2.直流稳压电源3.函数信号发生器4.QY-DG05通用电路实验模块5.QY-DG14受控源/回转器/负阻抗变换器实验模块6.示波器3实验原理1.负阻抗是电路理论中一个重要基本概念,在工程实践中广泛的应用。

负阻抗的产生除某些线性元件(如燧道二极管)在某个电压或电流的范围内具有负阻特性外,一般都由一个有源双口网络来形成一个等值的线性负阻抗。

该网络由线性集成电路或晶体管等元件组成,这样的网络称作负阻抗变换器(NIC)。

按有源网络输入电压和电流与输出电压和电流的关系,可分为电流倒置型和电压倒置型两种(INIC及VNIC),电路模型如图1 所示。

图1负阻抗变换器电路模型理想情况下,两种负阻抗变换器的电压、电流变换关系为:(1) 对于INIC 型:12U U = , 21I KI = (K 为正的常实数电流增益) (公式1)(2) 对于VNIC 型: 211U K U =- , 21I I =- (K 1为电压增益) (公式2)由(公式1)可见,输入电压1U 经传输后等于输出电压2U ,大小和极性均未改变,但电流1I 经传输后变为2KI ,即大小和方向都变了,故名电流倒置型;由式(公式2)可见,经传输后,21I I =-,但电压的大小和正负极性都变了,故名电压倒置型。

2. 阻抗变换作用今在NIC 的输出端接以阻抗Z L ,如图26-2所示,则其输入阻抗可由(式1)求得:1221112121()i L U U U Z Z K I K I K I ====---或由(式2)可得122212i L U K U Z K Z I I -===--图2阻抗变换原理图可见Z i 为Z L 的(-1/K 1)倍或(-K 2)倍,即把正阻抗Z L 变换成了负阻抗,亦即能把R ,L ,C 元件分别变换为-R/K 1,L /K 1,C/K 1(或-K 2R ,-K 2L ,-K 2C ),故名负阻抗变换器。

负阻抗变换器

负阻抗变换器
1. 电源输出电压固定,改变负载,读电压、电 流,计算负阻抗。 按图5.15.2所示电路接线,电源电压固定为8V左 右,R0为51 ,负载Z1用电阻箱分别取1k 、1.2K 、1.4 K 、1.6 K 、1.8K 、2 K 。分别记录 以上几种情况下的电压表读数u1、电流表读数i1。将 实验数据填入表1中,算出等值负阻抗,并与理论值 相比较。
Z1 / Ω u1 / V i1 / mA 理论值
等效电阻
1000
1200
1400
1600
1800
2000
/
测量值
2. 负载固定,改变输入电压u1,测取负阻抗,伏安 特性曲线; 按图5.15.2所示电路接线,R0为51 ,负载Z1取 1k ,在1V~8V范围内,改变电源电压。依次取5个 工作点,分别记录以上几种情况下的电压表、电流表 读数。将实验数据填入表1中。
实验结果分析
1. 用无源元件能实现线性定常的负阻吗? 答:不能。 2. 负阻抗元件在工作时是吸收还是发出功率?它 的能量从何而来? 答:负阻抗元件在工作时是发出功率的,它的能量 由运算放大器提供。
实验相关知识
预习知识及要求 相关知识点 注意事项
预习要求
1. 预习运算放大器的工作原理。 2. 预习用运算放大器构成负阻抗变换器的基本原理。 3. 预习二阶电路的构成及其特性。
七、实验结果分析 1.电阻经负阻抗转换器后,电阻成为负阻。 2.容性负载经负阻抗转换后变成感性负载。
R

R0
R0
US
C
RS
L
UC
图5.15.4 RLC串联阶跃响应电路
d ( −i1 ) 1 Rs (−i1 ) + L + ∫ (−i1 ) dt + i2 R = us dt C −∞

二端口的特性阻抗和回转器与负阻抗变换器基础知识讲解

二端口的特性阻抗和回转器与负阻抗变换器基础知识讲解

R1 R2
R1 R2
9节
I1
+ U 1
R1
R1
R1
R1
R1
2
2 R2 2
2
R2 2
R1 R2
I2 +
U 2
I2
+
R1 2
R1 R1
R2 2
2
R2 U 2
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回转器与负阻抗变换器
1. 回转器
(1) 回转器:回转器也是二端口.
i1
i2
+
+
电路符号 u1
u2
特性:
u1 ri2 u2 ri1

r 称为回转电阻
U 1
AU 2
B ZC
U 2
(4)
(3)代入(2)消去 U 2 得
UI11
AU 2 BI2 CU 2 DI2
U 2 ZC I2
(1) ( 2) ( 3)
I1 CZC I2 D I2
( 5)
由(4)式得
U 1 U 2
A
B ZC
A
B A BC
BC
由(5)式得
I1 I2
CZC
ii12
gu2 gu1
g 称为回转电导
其矩阵形式为:
u1 u2
0 r
r i1
0
i2

i1 i2
0
g
g u1
0
u2
注意u, i的方向!

Z
0 r
r
0
有 Z Y 1
Y
0
g
g
0
(2) 回转器可以把一个端口的电流(或电压)回转成另一个

1-10__阻抗变换器和阻抗逆变器

1-10__阻抗变换器和阻抗逆变器
r1 0
n2 Z L ( s)
− k1 k 2 Z L ( s )
1 Z L r2
r1 r2
NII
1 1 r2
− r1 1
− r1 r2
1 Z L ( s)
故它同时具有阻抗逆变和将参数反号的作用。 故它同时具有阻抗逆变和将参数反号的作用。
表1-1 阻抗变换器和阻抗逆变器
第2端口接ZL(s) 时 第1端口的输入 阻抗
元件
传输参数矩阵T
n 0
+ − k1 0
PIC
0 1 n
0 − 1 + k2
0 u1 =1 i1 r2
− r1 0
u2 − i 2
如果在负阻抗逆变器的第2端口接以阻抗 如果在负阻抗逆变器的第 端口接以阻抗ZL(s),则第 端口接以阻抗 ) 则第1 端口的输入阻抗为
1 Z(s)= − r1 r2 1 Z ( s) L
1-10-2 阻抗逆变器 回转器是一种正阻抗逆变器,它是无源、 回转器是一种正阻抗逆变器,它是无源、无损二端口 电阻元件。 电阻元件。
0 u1 =1 i1 r2
r1 0
u2 − i 2
回转器可以用受控源实现,也可用运算放大器和电阻 回转器可以用受控源实现, 实现, 实现, 负阻抗逆变器的元件特性用传输参数矩阵表示为
负阻抗变换器的阻抗变换作用是:将阻抗变换至 倍 负阻抗变换器的阻抗变换作用是:将阻抗变换至k倍 并反号。即所谓“负阻抗变换”作用。在有源网络综 并反号。即所谓“负阻抗变换”作用。 合中,可利用NIC的这一性质实现负值的电阻、电感 合中,可利用 的这一性质实现负值的电阻、 的这一性质实现负值的电阻 或电容。 或电容。 负阻抗变换器是有源二端口电阻元件。 负阻抗变换器是有源二端口电阻元件。 负阻抗变换器可用受控源实现, 负阻抗变换器可用受控源实现,也可用运算放大器和 电阻元件实现。 电阻元件实现。

基于MATLAB的负阻抗变换器的特性及应用的研究(精)

基于MATLAB的负阻抗变换器的特性及应用的研究(精)

基于MATLAB的负阻抗变换器的特性及应用的研究摘要:采用实验的方法研究负阻抗变换器的特性及其应用,存在数据处理量大、特性曲线绘制困难等问题,设计出基于MATLAB的仿真实验方案。

与传统的实验方法相比,MATLAB利用群元素计算特性,把多个频率分量及相应的电压、电流、阻抗等都看作多元素的行数组,每一元素对应于一种频率分量的值,因为它们服从同样的方程,所以程序就特别简洁;直接绘制电压电流的相向图、电流的幅频特性和相频特性,且定量地分析电路的性质。

应用MATLAB设计出RLC并联谐振电路,其谐振频率、品质因数、通频带等参数的测试比传统实验测试更精确。

关键词:负阻抗变换器;运算放大器;模拟电感;并联谐振负阻抗是电路理论中的一个重要基本概念,在工程实践中有广泛的应用。

有些非线性元件(如隧道二极管)在某个电压或电流范围内具有负阻特性。

除此之外,一般都由一个有源双口网络来形成一个等效的线性负阻抗。

负阻抗变换器作为一种元件,在使用时一般不考虑其内部结构,主要是从应用观点研究其外部特性。

1 研究负阻抗变换器特性的实验方案采用实验的方法研究负阻抗变换器的特性:1)测量负电阻的伏安特性。

测量不同输入电压U1时的输入电流,I1,计算等效负阻和电流增益,绘制负阻的伏安特性曲线U1=f(I1)。

2)阻抗变换及相位观察,在输入端施加正弦信号源,改变信号源频率f=500~2 000 Hz,用双踪示波器观察输入电压U1与电流之间i1的相位差,判定电路的性质。

负载为电感和电容时分别测量一次。

根据以上实验内容,存在实验数据处理量大,手工绘制特性曲线困难等问题。

2 负阻抗变换器特性的实验设计MATLAB具有强大的计算功能,在电路结构不发生改变时,可以用统一的程序,只需用输入语句来选择所带的负载性质,更可以直观地绘制电压与电流的相位关系,电路的性质一目了然。

用一级运算放大器实现的电流反向型负阻抗变换器电路如图1所示,假设运算放大器是理想的,根据运放理论可知,则有即输入阻抗等于负载阻抗的负倍数。

第三章 电 路 实 验

第三章 电 路 实 验

电路实验指导江苏科技大学电工电子实验中心实验一 元件特性的示波测量法一、实验目的1、 掌握用示波器测量电压、电流等基本电量的方法2、学习用示波器测量电压、电流基本变量的方法。

3、掌握元件特性的示波器测量法,加深对元件特性的理解。

二、实验原理1、 电压的测量用示波器测量电压的方法主要有直接测量法和比较测量法。

实验中常采用直接测量法,这种方法就是直接从示波器屏幕上测量出被测电压的高度,然后换算成电压值。

计算公式为p p Y U D h -=∙式中h 是被测信号的峰-峰值的高度,单位是cm ,Y D 是Y 轴灵敏度,单位是V/cm (或mV/cm )。

2、 电流的测量用示波器不能直接测量电流。

若要用示波器测量某支路的电流,一般是在该支路中串入一个采样电阻r ,当电路中的电流流过电阻r 时,在r 两端得到的电压与r 中的电流的波形完全一样,测出党的r u 就得到了该支路的电流,r ui r =。

(1) 电阻元件的特性测量电阻元件的特性曲线就是它的伏安关系曲线。

用示波器测量电阻元件的特性曲线就是利用示波器可以把电阻元件的特性曲线在荧光屏上显示出来。

实验原理如图1-3所示,图中,r 是取样电阻,它两端的电压()()t ri t u r r =反映了通过它的电流的变化规律。

r 必须足够小,使得()()t u t u R r <<。

这时把被测电阻R 上的电压()()t u t u s R ≈接入CH1端,即Y 轴输入端,把被测电阻上的电流()()r t u t i r R /=接入CH2端,即X 轴输入端,适当调节X 轴和Y 轴灵敏度旋钮,u 特性曲线。

就是元件的伏安特示波器的荧光屏即可清楚的显示出被测电阻的i性曲线。

图 1-3测电阻伏安特性曲线的电路图 1-4测量二极管伏安特性的电路三、实验任务1、按图1-3接线,测量下列电阻元件的电流、电压波形及相应的伏安特性曲线(输u取频率为1000Hz,峰峰值为5V的正弦波):入信号i(1)线性电阻元件(阻值自选)。

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I2
+ U2
R1
负阻抗变换器
R1
I1
+ U1 a b +
c R2
I2
RL + U2
当输出端口接阻抗 RL时 代入后 得
U2 RLI 2 U1 R1 Zi RL I R
1 2
1、测量负电阻的伏安特性,画出伏安特性曲线
1K
A U1 I1
实验二十二 负阻抗变换器 负阻抗是电路理论中的一个重要基本概念,在工程 实践中也有广泛的应用。负阻的产生除了某些非线性元 件在某个电压或电流的范围内具有负阻特性外,一般都 由一个有源双口网络来形成一个等值的线性负阻抗。该 网络由线性集成电路或晶体管等元件组成,这样的网络 称作负阻抗变换器。
R1

R
+
R
1K
U1 R Zi RL I1 R RL 2000
RL
RL 2 K
U(V)
I( mA ) 等 效 电 测量值 阻( ) 理论值
-5
-4
-3
-2
-1.5
0
1.5 2
3
4
5
2、负电阻与普通电阻的并 联,计算并联后的总电阻
1K
A U1 I1
R
+
R
U1 U 2
I1
+ U1 a b + c R2
Ua Uc U1 Uc I1 R1 R1 U2 Uc I2 R2 1 0 U 2 U 1 R1 I 1 R2 I 2 0 R2 I 1 R1 I 2 R2 I R2 I1 2 电流反向型 k R1
1K
RL R1 R并 RL R1
RL 400
R1( ) U( V ) I( mA ) I(理论值)
等效电 测量值 阻 ) 理论值 (
RL
R1

3
5K
3
1K
3
700
3
400
3
200
3
100
3
-7.5
-6.9
-4.5
-3.21
0
7.5
22.5
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