1、電工電子綜合實驗（1）專題實驗報告非線性電阻電路的研究學院：自動化專業：自動化班級：9121102002 學號：912110200115 姓名：孫玉娟非線性電阻電路及應用的研究一、 摘要單個電阻的伏安特性曲線是線性的，但在很多情況下，我們需要一些按照特殊要求變化的非線性電阻電路。利用二極管，穩壓二極管，獨立電流源等元件進行設計并且利用仿真軟Multisim12.0 對設計好的電路進行仿真以及數據的采集，并測量其伏安數據，畫出其伏安特性曲線，通過直觀的折線圖與所要要求的U-I圖進行對比，以此來驗證所設計的電路在誤差允許范圍內是否可以認為是正確的。二、 關鍵詞非線性電阻電路，二極管，電流源，電壓源

2、，伏安特性， 仿真軟件Multisim11.0，軟件Excel三、 引言進行非線性電阻電路的設計首先要了解非線性電阻的特性及凸電阻、凹電阻的概念，實驗所給的曲線需要進行分段設計，所以實驗需要采用串并聯分解法對曲線進行分步設計，最后進行電路的組合，設計出所需電路。四、正文1、設計要求1）用二極管、穩壓管、穩流管等元器件設計如圖（一）、圖（二）所示伏安特性的非線性電阻電路。2）測量所設計電路的伏安特性并作曲線，與圖（一）、圖（二）比對。圖一圖二2、實驗材料與設備裝置電路仿真軟件Multisim，電腦3、實驗原理及方法（1）非線性店租電路的伏安特性1）常見二端電阻元件二極管、穩壓管、恒流管、電壓源、

3、電流源和線性電阻。它們各有各的伏安特性曲線。它們的伏安特性曲線如下圖所示u u2）凹電阻。當兩個或兩個以上元件串聯時，電路的伏安特性圖上的電壓是各元件電壓之和。如圖所示，伏安特性曲線是由電壓源、理想二極管、線性電阻三個元件的伏安特性在i相等情況下的相加而成。具有上述伏安特性的電阻，成為凹電阻，其主要參數是Us和G=1/R,改變Us和G的值，就可以得到不同參數的凹電阻（圖中的電壓也可以用穩壓管代替）。3)凸電阻與凹電阻相對應，凸電阻則是當兩個或兩個以上的元件并聯時，電流是各元件的電流之和。如圖所示，伏安特性曲線是由電流源、理想二極管、線性電阻三個元件的伏安特性在U相等情況下的相加而成。具有上述伏

4、安特性的電阻，成為凸電阻，其主要參數是Is和R=1/G，改變Is和R的值，就可以得到不同參數的凸電阻（圖中的電流也可以用恒流管代替）。（2） 非線性電路元件的綜合1） 串聯分解法串聯分解法在伏安特性圖中以電流I軸為界來分解曲線。分解得分電路在相同的I軸坐標上U值相加得原電路。實際電路為分電路的串聯。2） 并聯分解法并聯分解法在伏安特性圖中以電壓U軸為界來分解曲線。分解得分電路在相同的U軸坐標上I值相加得原電路。實際電路為分電路的并聯。4、實驗電路設計1） 用串聯分解法分解圖1=由此可得圖一可由以下電路得到仿真圖如下2）分析圖2所示曲線. 首先用并聯分析法分析。并聯分析法是在i-u特性圖中以u軸

5、為界來分解曲線。那么圖2中u軸上下兩個部分可用并聯兩個非線性電阻網絡來實現。由于該曲線關于i軸奇對稱，兩個非線性電阻網絡只是反相而已，所以只討論u軸以上的部分,對稱部分只需要將原電路二極管反接與之并聯即可。i(mA)i(mA)0.5組合可得仿真圖如下5、實驗數據、作圖、誤差分析（1）圖一由圖可得：在誤差允許范圍內，測量所得伏安特性曲線與理論曲線基本相符。（2）圖二由圖可得：在誤差允許范圍內，測量所得伏安特性曲線與理論曲線基本相符。五、 結論通過設計電路后，利用 Multisim11.0 來進行了仿真，對所設計的電路進行數據的采集。然后通過電子表格的制表，統計，計算以及繪圖功能對所采集的數據進行了整理，并且是最后轉化為直觀的 U-I 折線圖。通過對比設計要求的 U-I 圖，我最后得出了結論：利用二極管，電流源等原件組成的非線性電路符合設計的要求，也即在誤差允許范圍內，上面設計的電路均達到了要求。六、 致謝感謝老師認真講解仿真軟件的使用，使實驗的進行比較順利。感謝同學們的通力合作，解決了實驗中所遇到的一些問題。同時感謝此次專題實驗的機會，讓我通過學習掌握了非線性電阻電路的分析方法及伏安特性，并且