旋转器论文(最新)

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1、电工电子综合实验结课论文学生：郭宁学号：0710200304指导老师：徐行健12运算放大器电路应用———旋转器设计摘要：旋转器实际是一种使旋转前后的伏安特性曲线旋转一定角度的电路，本实验利用运算放大器构造T型电阻网络来实现旋转器网络，主要论述如何设计一个旋转角θ=-30°（顺时针），定标系数R=1kΩ的旋转器电路；分别用电阻和非线性元件（二极管）作负载，测量并计算旋转前后的伏安特性角度，验证所设计的旋转器的旋转角度；作者应用Multisim7软件进行仿真模拟，并运用Matlab、Excel等软件进行数据处理，得出拟合曲线。关键词：旋转器设计仿真模拟拟合曲线Multisim7、Mat

2、lab软件引言：运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。运算放大器是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。现今运放的种类繁多，广泛应用于几乎所有的行业当中。旋转器作为运算放大器的一种应用，其实质在于利用运算放大器构造T型电阻网络来实现旋转器网络。本文将围绕旋转器的设计及相关软件的仿真模拟展开。1、实验材料与设备装置1.1实验器材：运算放大器、电阻、电压表、电流表，二极管1.2实验原理：1.2.1负电阻实验原理实现旋转器的顺时针旋

3、转，需要用到负电阻，所以要先利用运算放大器及一些电阻元件设计一个负阻抗变换器。现在负阻抗的应用也相当广泛，对此加以利用的回转器可以实现电感电容之间的转换，这大大地满足了商业需求。运算放大器构成的负电阻变换器的原理如图1所示。12图1负电阻变换器原理图在图1所示的负电阻变换器原理中，由运算放大器的虚短特性知A、C两端的节点电压相等，由欧姆定律知。由运算放大器虚断特性，知i，。再由运算放大器虚短特性，沿节点EDC构成的回路，运用KVL，易知，故。可见，沿AB两端往右看，输入电阻为，该运算放大器构成的电路实现的负电阻。1.2.2旋转器设计原理：旋转器符号如图2所示，可以将线性或非线性元件

4、在u—i平面旋转一个角度，产生新的电路元件。12　　　　　　　　　图2旋转器符号图3旋转器“旋转”前后若将图中A的u-i特性的非线性的电阻元件接在图2的U2端口，则在图3中的U1端口得到图2中B的u-i特性曲线。从图2可见，曲线B是由曲线A反时针旋转了θ角。设曲线上任一点P坐标（u,i）,离原点距离为r,则有（a）（b）点P反时针旋转了θ角后到P’点，坐标（u1，i1）为(a1)(b1)把（a）带入(a1)式得：(a2)把（b）带入(b1)式得：(b2)式(a2)中cosθ无量纲；sinθ是电阻的量纲，因而要乘一个定标系数R。定标系数的大小取决于u-i曲线中电压和电流的单位，。式（

5、a2）变为：12同样式（b2）中cosθ无量纲，sinθ是电导的量纲，要除一个定标系数R。式(b2)变为：定义,，因此有T参数方程：用T形电阻网络的旋转器来实现，对应T参数的3个电阻是因此有式中，R为定标系数。由于定义了旋转反时针为+θ角，对于旋转顺时针，式中R3为负，即R3是负电阻，由上实现的负电阻利用进来就可实现顺时针旋转功能。2、实验过程：根据旋转器原理，设计一个顺时针旋转旋转30度的旋转器。取定标系数为R=1000Ω。由，R3=-2000Ω。2.1根据负电阻原理，设计负电阻：a、负电阻电路图如图4所示：12图4负电阻电路图b、通过Multisim7软件进行仿真模拟，验证负电

6、阻，如图5所示：图5负电阻仿真模拟图由R=U/I=10V/-5.215mA=-1918Ω，符合理论值，可以用于实验。2.2利用上设计好的负电阻，设计旋转器电路由，R1=R2=267.95Ω设计电路如图6所示：12图6旋转器电路图2.3验证旋转器的旋转特性2.3.1利用线性元件即电阻去验证旋转特性电路设计如图7：图7电阻验证旋转特性测量结果如表1：U1，I1为旋转后对应的电压与电流；U2，I2为不旋转时的并与U1和I1相对应的电压与电流。12表1电阻伏安特性曲线旋转数据其中，旋转角的平均值：Δα=-29.7232°；误差E=│29.7232-30│÷30×100℅=0.93℅。利用M

7、ATLAB软件进行数据处理，结果如图8所示：图8电阻旋转示意图2.3.2用非线性元件即二极管来验证其旋转特性电路设计如图9所示：12图9二极管验证旋转特性测量结果如表2:U1，I1为旋转后对应的电压与电流U2，I2为不旋转时的并与U1和I1相对应的电压与电流表2二极管伏安特性曲线旋转数据UII1U2I2θ-74.005-8.072-0.00711-29.8262-6.53.718-7.49-0.00622-29.8171-63.43-6.918-0.00622-29.