1、電工電子實驗報告旋轉器設計 電工電子綜合實驗運算放大器電路應用（二）旋轉器的設計 學院 電光學院姓名 朱曉剛學號 摘要旋轉器是運算放大器的重要應用之一。它以運算放大器為基礎，通過特定的電路連接方式，可實現將線性或非線性元件在其u-i平面內旋轉一個角度，從而產生一個新的電路元件。而且可以根據需要設定元件參數，確定旋轉角。關鍵詞 電路設計 負阻抗電路 運算放大器 旋轉角度 Multisisim10.0軟件仿真引言1.本實驗將通過運算放大器，電路等知識，設計一個旋轉角為-50度，順時針旋轉，定標系數R=1K的旋轉器電路。并采用Multisisim10.0軟件仿真技術，分別用線性元件（電阻）和非線性元

2、件（二極管）做負載，測量并計算旋轉前后的伏安特性“角度”，查看是否“旋轉”了設計的角度，并作“旋轉”前、后的伏安特性曲線圖。2.旋轉器是一種二端口網絡元件，可用含晶體管或運算放大器的電路來實現。可將線性或非線性的元件的伏安特性曲線旋轉某一角度而保持曲線相對形態不變。在電路中有著廣泛而重要的應用。可以用負阻抗變換器組成的T型電路組成。3.理想運算放大器有著開環電壓放大倍數A為無窮大；輸入電阻為無窮大；輸出電阻為零的特性。而它在線性工作區的兩個特性：“虛短”及“虛短”使得它有了廣泛的應用。如比例器、加法器、減法器、積分器等。本文中則是實現了簡單的旋轉器。正文：（一）.實驗材料與設備裝置本實驗所用設

3、備為：Multisim10.0 ，實驗過程為軟件虛擬完成。（二）.實驗過程 利用運算放大電路，設計如下旋轉器電路 旋轉器的實驗原理旋轉器符號：+-+若將某一元件接在旋轉器U2端口，其伏安特性曲線現對于U1端反時鐘旋轉了角，如圖：U2端U1端Pr0旋轉器“旋轉”前后的u-i曲線設曲線U1端上的任一點P的坐標為，離原點距離為r，則有： （1）點P反時針旋轉了后到點，坐標為： (2) 將（1）代入（2）中，得 （3） 其中（3）式中的中的無量綱，是電阻的量綱，因而要乘一個定標系數R。R的大小取決于u-i曲線中電壓和電流的單位。同理中的無量綱，而是電導的量綱，因而要除一個定標系數R，則（3）式成為：

4、（4）在（4）式中定義，因此有T參數方程： （5）用一個T型的二端口電阻網絡來實現: T型電阻網絡旋轉器的示意圖如下定義,因此有T參數方程對應T參數的三個電阻分別是 因為R=1K,所以三個電阻阻值分別為.旋轉器的電路圖如下加入負載測試旋轉器1） 使用的電阻作為負載，按圖連接線路，改變電源電壓，讀取電流表和電壓表讀數，測量并計算旋轉前后的伏安特性“角度”，察看是否“旋轉了設計的角度，并作“旋轉“前后的伏安特性曲線圖。 得到的結果如下圖所示，旋轉前的伏安特性曲線圖位于坐標系的第一象限，旋轉后位于第四象限。，旋轉角最大相對誤差（50.005-50）/50=0.01%，滿足實驗要求。仿真數據列表分析：

5、旋轉角度2-0.176-5.0001.4211.42145.002-50.0014-0.352-5.0022.8412.84345.004-50.0026-0.526-5.0074.2624.26045.000-50.0018-0.701-5.0015.6805.68045.004-50.00510-0.875-4.9967.0997.10145.005-49.99912-1.051-5.0008.5208.52145.004-50.004線性電阻旋轉前后伏安特性曲線圖2）使用二極管作為負載，按圖連接線路，改變電源電壓，讀取電壓表和電流表讀數測量并計算旋轉前后的伏安特性“角度”，察看是否“旋轉

6、了設計的角度，并作“旋轉“前后的伏安特性曲線圖。所得結果如下表所示，旋轉角度。旋轉角最大相對誤差（50-49.854）/50=0.292%旋轉角度20.80121.8020.6752.04871.776-49.97442.45331.5090.6964.64281.484-49.97664.11834.4580.7077.24584.435-49.97885.78735.8770.7159.84885.855-49.979107.45736.7120.72112.00186.568-49.855129.13137.2660.72615.01087.232-49.988二極管旋轉前后伏安特性曲線

7、圖實驗結果分析與討論 根據實驗數據可以得出，本實驗所設計的旋轉器滿足實驗要求，即旋轉角，定標系數R=1k。 旋轉器可將元件（線性或非線性）的伏安特性曲線旋轉一定的角度（根據需求和實際參數要求），是一種用處很廣的元件。通過該實驗可知，它可以完成輸入端和輸出端的伏安特性的變換。利用這種變換，可以利用目前常用的線性或非線性元件產生出許多新的非線性元件,從而為工程應用提供更多的選擇和應用途徑。實驗過程中遇到了許多麻煩但最終在和同學討論過程中得到解決，學到了不少真的知識與經驗。總結:本次試驗中,一些軟件的靈活應用成為本實驗的難點之一,Word ,截圖工具，Multisim7.0軟件等的應用，通過本次試驗加深了對以上程序的了解和認識.提高了電腦模擬試驗的能力,在和同學的討