几种非线性负阻抗运放电路测试

Posted 2021-10-23 卓晴

 

§01 负阻抗电路

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一、背景

  在混动电路中利用非线性复阻抗电路搭建相应的测试电路。在 A universal Circuit for studiying and generating Chaos 给出了两个电路代表着非线性电阻以及对应的负阻抗电路。

▲ 图1.1.1 (a)非线性电阻；(b)负阻抗电阻

二、理论分析

1、非线性电阻

  实际上应该先分析后面的负阻负阻抗电路。然后在分析这个非线性电阻。

  根据后面的复阻抗电路，可以知道下面电路，如果在运放没有饱和之前，输入的阻抗等于R3与后面的复阻抗电路的叠加，当输入电压达使得运放饱和的时候，输入的电阻就会编程R3,R1的并联。

▲ 图1.2.1 非线性电阻

  TL082在工作电压为±12V是，输出电压的饱和值为 10.5V左右。

2、负阻抗电阻

（1）电路图

▲ 图1.2.2 负阻抗电阻

（2）输入输出函数关系

（3）测试负阻抗

  电流可以通过小的采样电阻来获得。

 

§02 测试电路

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一、负阻抗电路

▲ 图2.1.1 面包板上搭建测试电路

1、搭建电路

  使用 TL082 搭建测试电路。

▲ 图2.1.2 测试电路

2、测试条件

电路工作条件：

工作电压：±12V

3、测试结果

  通过测试Rcurrent上的电压，可以获得输入电流。测试输入U1取不同的数值，可以获得输入电流的变化。如下图所示：

▲ 图2.1.3 输入电压与输入电流

  可以看到的确输入阻抗是负阻抗。

  根据最后测试的数据：

测试数据：

输入电压：5.4139V
输入电流：-0.4204mA
输入电阻：-12.88k

  根据前面推导公式：

  可以看到实测的输入电阻与理论值相差 0.47%。

二、非线性电阻

1、搭建电路

▲ 图2.2.1 非线性电阻实验电路图

2、测试结果

（1）第一次测试

  输入电压 Ui与Ii的关系如下图所示，可以看到在Ui为1V左右出现了非线性了。

▲ 图2.2.2 测试的输入与电流之间的关系

（2）第二次测试

  将R2的阻值从原来的9.82k修改成7.59k。

▲ 图2.2.3 输入电压与电流之间的关系

 

※ 实验总结 ※

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  对于非线性的负阻抗电路进行了理论分析与实验测试。验证了这些电路的实际工作状态。

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■ 相关文献链接:

• A universal Circuit for studiying and generating Chaos
• TL082

● 相关图表链接:

• 图1.1.1 (a)非线性电阻；(b)负阻抗电阻
• 图1.2.1 非线性电阻
• 图1.2.2 负阻抗电阻
• 图2.1.2 测试电路
• 图2.1.3 输入电压与输入电流
• 图2.2.1 非线性电阻实验电路图
• 图2.2.2 测试的输入与电流之间的关系
• 图2.2.3 输入电压与电流之间的关系

from headm import *
from tsmodule.tsvisa        import *
from tsmodule.tsstm32       import *

dp1308open(112)

setv = linspace(0, 3, 50)
cdim = []
vdim = []

Rcurrent = 0.998e3
R1 = 9.91e3
R2 = 9.82e3
R3 = 7.59e3

for v in setv:
    dp1308p25v(v)
    time.sleep(1.5)

    meter = meterval()

    cdim.append(meter[3]/Rcurrent*1000)
    vdim.append(meter[0])

    tspsave('measure', setv=setv, cdim=cdim)

    printff(v, meter[3], meter[0])

plt.plot(vdim, cdim)
plt.xlabel("Voltage(V)")
plt.ylabel("Current(mA)")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()