PSpice回轉(zhuǎn)器電路仿真設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、南 京 航 空 航 天 大 學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱 電路實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐 實(shí)驗(yàn)名稱 基于PSpice的回轉(zhuǎn)器實(shí)驗(yàn)仿真班級(jí) 姓名 惠琦 學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)組別同實(shí)驗(yàn)者 實(shí)驗(yàn)日期實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)評(píng)定成績(jī)審閱老師一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 加深對(duì)回轉(zhuǎn)器特性的認(rèn)識(shí)，并對(duì)其實(shí)際應(yīng)用有所了解。 2. 研究如何用運(yùn)算放大器構(gòu)成回轉(zhuǎn)器，并學(xué)習(xí)回轉(zhuǎn)器的測(cè)試方法。 二、 實(shí)驗(yàn)原理 1. 回轉(zhuǎn)器是理想回轉(zhuǎn)器的簡(jiǎn)稱，它能將一端口上的電壓（電流）“回轉(zhuǎn)“成另一端口上的電 流（電壓）。端口變量之間的關(guān)系為： I1=gU2 或 u1=-ri2 I2=-gU1 u2=ri1 式中：r、g 為回轉(zhuǎn)系數(shù)，r 為回轉(zhuǎn)電阻，g 為回轉(zhuǎn)電導(dǎo)。 2. 兩個(gè)負(fù)阻抗變換

2、器實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)器： 用電阻接入時(shí):Rin=1/(g2RL) 一般情況:Zin=1/(g2ZL) 回轉(zhuǎn)電導(dǎo):g=1/R 三、 實(shí)驗(yàn)仿真軟件 OrCAD PSpice 四、 實(shí)驗(yàn)步驟 1. 測(cè)回轉(zhuǎn)電導(dǎo) g： 實(shí)物實(shí)驗(yàn)步驟：回轉(zhuǎn)器輸入端接信號(hào)發(fā)生器，調(diào)得 US=1.5V（有效值），輸出端接負(fù)載電阻 RL=200，分別測(cè) U1，U2，I1，求 g。仿真步驟：原理圖如下，搭建如圖原理圖并運(yùn)行仿真，觀察并記錄 U1，U2，I1，求 回轉(zhuǎn)電導(dǎo)g。2. 記錄不同頻率下 U1、I1 的相位關(guān)系： 實(shí)物實(shí)驗(yàn)步驟： 回轉(zhuǎn)器輸出端接電容，C 分別取 0.1 F、0.22 F，用示波器觀察 f 分別為 500Hz、1000

3、Hz 時(shí) U1 和 I1 的相位關(guān)系。仿真步驟：原理圖如下，其中電壓源為VSIN（適合暫態(tài)分析），分析設(shè)置中選擇暫態(tài)分析Transient，取合適的時(shí)間，用標(biāo)記Mark功能標(biāo)記 U1 和I1（實(shí)際標(biāo)記的是采樣電阻旁的電壓），對(duì) C 分別取 0.1 F、0.22 F，對(duì)f分別取500Hz、1000Hz（在VSIN中修改FREQ參數(shù)），進(jìn)行暫態(tài)分析，觀察并記錄波形。3. 測(cè)由模擬電感組成的并聯(lián)諧振電路的 Ucf 幅頻特性： 實(shí)物實(shí)驗(yàn)步驟：取 C1=0.1 F 經(jīng)回轉(zhuǎn)器成為模擬電感，另取 C=0.22 F，則 f0=1.073kHz,符合要求。信號(hào)源輸出電壓有效值保持為 1.5V 不變，改變頻率（2

4、00Hz2000Hz），測(cè) Uc 的值，同時(shí)觀察 Us 和 Uc 的相位關(guān)系。（串聯(lián)一取樣電阻，阻值 1k） 仿真步驟：原理圖如下，其中電壓源為VAC（適合頻率掃描，有效值位1.5V），取 C1=0.1 F 經(jīng)回轉(zhuǎn)器成為模擬電感，另取 C=0.22 F，則 f0=1.073kHz,符合要求。掃描設(shè)置選取AC Sweep，Decade方式，200Hz20kHz，每段100pts，MARK標(biāo)記Uc，觀察結(jié)果。五、 仿真結(jié)果與數(shù)據(jù) 1測(cè)量回轉(zhuǎn)電導(dǎo) g，仿真結(jié)果如圖所示：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：U1=22.48nA U2=16.05uA g=u1/1000/U2=1.00X10-3 S 2. 回轉(zhuǎn)器等效電感電路仿真； U1-I1 相位關(guān)系圖（C=0.1uH,f=500Hz） U1-I1 相位關(guān)系圖（C=0.1uH,f=1000Hz） U1-I1 相位關(guān)系圖（C=0.22uH,f=500Hz） U1-I1 相位關(guān)系圖（C=0.22uH,f=1000Hz） 3. RLC 并聯(lián)電路仿真結(jié)果； Uc-f 測(cè)量數(shù)據(jù) （部分） 頻率/Hz 200 400 500 800 1000 UC/V 0.414 0.814 0.996 1.401 1.499 頻率/Hz 1200 1500