2負(fù)阻抗的應(yīng)用2

實(shí)驗(yàn)二負(fù)阻抗變換器的應(yīng)用一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庳?fù)阻抗元件在電路中的應(yīng)用，擴(kuò)展電路理論技術(shù)的研究。掌握電路測量的方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理1.應(yīng)用負(fù)阻抗變換器構(gòu)成一個具有負(fù)內(nèi)阻的電壓源原理圖如2-1(a)所示，負(fù)阻抗變換器的輸入端口接入一個有伴電壓源，則輸出端(a)(b)(c)(a)(b)(c)圖2-1含負(fù)內(nèi)阻的實(shí)際電壓源口伏安特性：u="廣Us-iR,i=—i,，u=U+iR=U—i(—口伏安特性：u="廣Us-iR,的等效電路為具有負(fù)電阻的電壓源。如圖2-1(b)所示。該電壓源的電壓=US，內(nèi)阻R-=(-R)，輸出而口而電壓隨輸出電流的增加而增加，其伏安特性曲線如圖2-1(c)所示。2.負(fù)阻抗元件的阻抗逆變作用負(fù)阻變換器的阻抗逆變原理可由圖2-2中分析得出。負(fù)阻抗變換器的負(fù)載為容性負(fù)載，輸入端口并聯(lián)一個正電阻R。則入端輸入阻抗為：負(fù)阻抗2.負(fù)阻抗元件的阻抗逆變作用負(fù)阻變換器的阻抗逆變原理可由圖2-2中分析得出。負(fù)阻抗變換器的負(fù)載為容性負(fù)載，輸入端口并聯(lián)一個正電阻R。則入端輸入阻抗為：負(fù)阻抗變換器圖2-2負(fù)阻抗的阻抗逆變1 R—(R+ )R—R2— Zin=R+jZin=R+j^CR2=R+j^L1 = 1—(R+ )+R— j" jwC即入而阻抗為電阻R和電感的串聯(lián)，等值電感L=CR2。同樣若將圖中的電容器換成電感器乙，輸入電路就等效為電阻和電容的串聯(lián)，等值電容C'=L/R2。二階動態(tài)電路(RLC串聯(lián)電路)的方波響應(yīng)研究二階動態(tài)電路(RLC串聯(lián)電路)的方波激勵時，響應(yīng)類型只能觀察到過阻

尼，臨界和欠阻尼三種形式?，F(xiàn)采用如圖2-1（a）所示的具有負(fù)內(nèi)阻的方波電源作為激勵源來構(gòu)成RLC二階動態(tài)電路，如圖2-3所示。由于負(fù)內(nèi)阻&可以和電路的電阻rL相抵消，則響應(yīng)類型可出現(xiàn)RLC串連總電阻為零的無阻尼等幅振蕩和總電阻小于零的負(fù)阻尼發(fā)散型振蕩情況，如圖2-4所示。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.用伏安法測量具有負(fù)內(nèi)阻的電壓源端口的伏安特性。接線原理圖如圖2-5,R為100歐，UST.5V，調(diào)％（阻值從8?70?200Q，取5?7個數(shù)據(jù)點(diǎn)），記下相應(yīng)的電流表、電壓表讀數(shù)，填入表格2-1。繪出具有負(fù)阻的電壓源外特性曲線。源外特性曲線。圖2-6圖2-6圖2-5表2-1RL(Q)87000500030001000700500300/(mA)U(V)2.觀察負(fù)阻抗元件的阻抗逆變作用圖2-6中負(fù)載阻抗用0.1此的電容器、500Q電阻的串聯(lián)組成，低頻信號源：正弦波形f=5000HZ，調(diào)節(jié)低頻信號使USV2V，接線時正弦信號源的高端接a，低（“地”）端接b，雙蹤示波器的“地”端接c，CH1、CH2分別接a，b。其中CH2要按下反相健，用來反映了電流i1的波形。并用雙蹤示波器觀察并記錄u1與i相位差，并說明輸入阻抗的性質(zhì)。

輸入阻抗的性質(zhì)也可這樣判別：在輸入端口并聯(lián)一個實(shí)驗(yàn)電容C2=5700pF，如果i1減少(用毫伏表測200Q的電壓Ubc)，則說明電路的原輸入阻抗為感性的。并記錄并聯(lián)C2前后的Ubc電壓，說明輸入阻抗的性質(zhì)。將輸出端口的電容換成電感10mH，重新觀察輸入端口的電壓電流相位關(guān)系，并說明輸入阻抗的性質(zhì)。3.觀測R、L、C串聯(lián)電路的方波響應(yīng)和狀態(tài)實(shí)驗(yàn)電路原理圖如2-6所示。取R=300Q，C=5100pF，乙=10mH，rL為電位器或電阻箱。調(diào)節(jié)方波信號源幅值U1<2V，頻率/=1000Hz。開始時rL>#，然后逐步減小rL，用示波器觀察電容器兩端電壓〃。波形，使響應(yīng)分別出現(xiàn)過阻尼、欠阻上的數(shù)值。w?S尼、無阻尼和負(fù)阻尼等五種情況，并記錄對應(yīng)的方波頻率、幅值、上的數(shù)值。w?SCH1圖2-6記錄電容電壓在非振蕩、臨界、衰減振蕩、等幅振蕩、增幅振蕩五種情況下的波形，并記錄對應(yīng)的方波頻率、幅值、rL的數(shù)值。I L—(1)七+R>2,-非振蕩；(2)r+R=2、|c臨界；(3)rL>R衰減振蕩；(4)rL=R等幅振蕩；(5)rL<R增幅振蕩。在示波器上讀出等幅振蕩時的固有振蕩頻率，并與理論值進(jìn)行比較。四、 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)在做實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1時，注意電源的幅值不要超過2伏。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3中，觀測臨界狀態(tài)時，要仔細(xì)改變rL的值以保證測量的準(zhǔn)確度。五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求作出具有負(fù)內(nèi)阻的電壓源的端口伏安特性曲線；根據(jù)實(shí)驗(yàn)2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明負(fù)阻變換器實(shí)現(xiàn)阻抗變換的功能；定性描繪二階電路在五種情況下電容電壓的波形。六、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

序號名稱型號與規(guī)