电工电子综合实验论文

电工电子综合实验

——非线性电阻电路的研究

非线性电阻电路

一﹑摘要

非线性电阻电路在工程科学中有广泛的应用,其设计方法也多种多样。本实验初步研究了非线性电阻电路的伏安特性曲线及非线性电阻电路的应用。在非线性电阻本电路伏安特性曲线的研究中,利用各种常用元件的伏安特性,以及凹电阻及凸电阻的概念,并以其作为基本积木块,结合串联分解法和并联分解法综合出各种单调分段线性的非线性元件电路伏安特性,并在Multisim仿真软件上实现仿真,归纳了非线性电路伏安特性曲线图综合的一般规则,为建立一些非线性元件的模型提供了一种方法。

二﹑关键字

非线性电阻凸电阻凹电阻串联并联分解法分段线性

三﹑引言

随着非线性理论的发展,应用非线性电路模拟实际物理系统具有潜在的优势,伏安特性图不仅仅是网络分析的重要技巧,也是网络综合的基本途径。

对于一个一端口网络,不管内部组成,其端口电压与电流的关系可以用u-i 平面的一条曲线表示常见的二端电阻元件有二极管、稳压管、恒流管、电压源、电流源和线性电阻等。运用这些元件串、并联或混联就可得到各种单向的单调伏安特性曲线。

对于非线性电阻来说,它的伏安特性曲线不是一条通过i-u平面原点的直线,而是遵循某种特定的非线性函数关系,而且大多数非线性电阻都不是双向性的,而是单向性的,实际测量难免困难且误差较大。因此,通过电路综合的方法,利用基本电路器件组合来实现特殊要求的伏安特性图成了非线性电路设计工作的一个重要课题,特别是用计算机仿真的方法验证伏安特性曲线综合。本文介绍了如何通过凹凸电阻的串联分解法和并联分解法设计出符合要求的分段线性电阻电路,并在Multisim实现仿真,并提出由基本单元对伏安特性图综合的一般规则。

四﹑正文

1.设计原理

(1)常用元件

在分段线性化法中,常引用理想二极管模型。它的特性是:当电压为正向时,二极管全导通,它可用“短路”替代(i>0时,u=0)。当电压为反向时,二极管截止,它可用“开路”替代(u<0时,i=0)。其他常用元件有稳压管、恒流管、电压源、电流源和线性电阻等。

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