yr = Z2十Z负阻变换器实验一、实验目的：1、了解有源器件的特性及负阻电路的构成2、学习使用负阻电路二、原理：所以输入阻抗为ZinT1三、实验内容：1、图 6-6 ( 测 V)R (Q)300LI(mA)2、图 6-7 ( 测 V)R=400 QLR( Q )1501I(mA)500 700 800 90030040050010002000RL图 6-6： R (欧)3005007008009001000V （伏）I （毫安）R=V/IY =(R-Rt)/Rl*10O/1O0图 6-7： (Rt =400)R,15030040050010002000V （伏）I （毫安）r=v/iR理=-虬风/（叫+艮）Y =(R-R)/R理理*100/100实验六 负阻变换器一、实验目的1、了解负阻变换器的原理及特性2、学习使用负阻变换器二、原理1、负阻变换器是由有源器件构成的一种特殊阻抗变换器。它有两种形式：一种是 电流 反向型负阻变换器，另一种是电压反相型负阻变换器。本实验只研究电流反向型负阻变换器 （以下简称负阻变换器 ）。负阻变换器可以用运算放大器构成。如图 6-1 所示。设运算放大器为一理想运算放大器 （差动电压增益、输入阻抗、带宽均为无穷大，共模电压增益、输出阻抗、失调电压、失调 电流均为零。）I U I*T0R R- 尸气+U 1U图 6-1由于所以U - U = 012U = U12且U - U = I R101U - U = I R202所以I R = I R12I = I12由图 6-1 ，有U2 = ZI2所以输入阻抗为U UZ -i -t Z(6-1)inII12由此可见输入阻抗为负载阻抗的负值，因而可用它来实现各种负阻抗元件，当负载为一电阻（rl）时，输入端等效为一负电阻（-rl）。若负载为电容，则输入端等效为电感，反之 亦然。2、负阻变换器可等效为一个（有源）元件，它与普通的 R、L、C 元件进行串一并联时， 求无源元件等效阻抗的计算方法和计算公式同样适用。3、 用负阻变换器可以构成具有负内阻的电压源， 如图 6-2所示，为了求得它的端部特性。 将图中虚线内的那一部分电路看作一个有源二端网络。 利用戴维南定理， 由图 6-3所示电路得其开路电压U U2S图 6-3由图 6-4 所示电路，得其等效电阻U U 厂RR =2 =1 =1= R0 I ”I ”I ”S2 1 1这样，图 6-2 所示电路就简化为图 6-5 所示电路。于是，得U = U R I = U + R I(6-2 )2S 0S S由此可见，具 有负内阻 的电压源 输出电压随 输出电流 的增大而 增高。其 端部特性 如图6-5(b)所示。图 6-4RL(a)(b)图 6-54、当将具有负内阻的电压源激励 R、L、C 串联电路时，由于负内阻的作用 可使回路中的总电阻为零或为负值，即可使该电路处于无阻尼（等幅振荡）或 负阻尼（发散振荡）状况。三、实验内容与步骤1、测量负阻电路的特性，按图 6-6 接线，改变电阻 RL 为五个设定值。记下电流表及电 压表的读数（注意电流表极性） 。2、测量负阻和电阻的并联，按图6-7接线，Rl取400Q，调电阻R为五个不同数值,记录相应的电流表电压表读数。RLRL*3、具有负内阻电压源端口的伏安特性。接线如图6-8, RS为300欧，调Rl （从500欧开始，取五个不同的阻值） ，记下相应的电流表、电压表读数。RL图 6-8注：*号项目为选做内容。*4、用示波器观察负阻元件与 R、L、C 串联电路中各种阻尼情况下的响应与状态轨迹。 实验线路如图 6-9 所示。等效电路如图 6-10 所示。图中激励源 uS 为方波电源，其幅值不超过 5V。回路的总电阻为-RS （R、电感的等效电阻rL及信号源内阻之代数和）。其中方波电源的 内阻与其频率和输出电压的幅值有关。线路接好后，先取 RRS （RS 可在几百欧内调节 ），此时电路为过阻尼状态。然后逐渐减 小R （或增大RS），使电路分别处于临界阻尼，欠阻尼，无阻尼和负阻尼等状态。注意，在 接近无阻尼和负阻尼情况时，应仔细调节 R及RS。四、实验报告要求1、根据步骤 1 之 V、 I 值，计算负阻抗变换器的阻值，并与理论数据相比较，计算相对 误差（以理论值为准确值） 。分析产生误差的原因。2、根据步骤 2 之 V、I 值计算等效电阻，并与理论值比较。计算相对误差（以理论值为 准确值）。分析产生误差的原因。*3、在坐标纸上作出具有负内阻电源的端口伏安特性曲线。 *4、在坐标纸上描出各种阻尼情况下的响应曲线和状态轨迹。五、实验注意事项1、运算放大器直流电源的极性不得接错。2、每次改换接线应先切断运算放大器的直流电源。六、仪器设备*示波器 1 台直流稳压电源1台*电感1个函数发生器1台电阻箱2个万用表2个电池1个*电容箱1个实验板一块思考题： 1、运算放大器的电源电压应如何选择？2、如果运算放大器的电源由双路直流稳压电源供电，应怎样连接？