电工电子综合实验论文第2页共18页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共18页非线性电阻电路的研究一、摘要提出两个非线性电阻电路，实现非线性电阻电路的伏安特性曲线线性化。使用mutisim7.0软件仿真。在设计电路时使用串联分解法和并联分解法，并在仿真实验后对电路进行修正。得到所需要伏安特性的电路连接、元件参数非线性电阻串、并联对电路的影响以及电路改进方法。二、关键词非线性电阻凸电阻凹电阻串联分解并联分解三、引言实现给定的非线性电阻电路，首先需要了解非线性电阻电路的分段线性化法及串联、并联分解法。（1）非线性电阻的非线性化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，二极管截至，它可用“开路”替代（u<0时，i=0）。（如图）第3页共18页第2页共18页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共18页其他常用元件有二极管、稳压管、恒流管、电压源、电流源和线性电阻等。（如图1）图1②凹电阻当两个或两个以上元件串联时，电路的伏安特性图上的电压是各元件电压之和。如图所示，是将图1中电压源、线性电阻、理想二极管串联组成。主要参数是Us和G，改变Us和G的值，就可以得到不同参数的凹电阻，其中电压源也可以用稳压管代替。总的伏安特性形状为凹形。图2第4页共18页第3页共18页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共18页③凸电阻与凹电阻对应，凸电阻是当两个或以上元件并联时，电流是各元件电流之和。是将图1中电流源、电阻、理想二极管并联组成。主要参数为Is和R，改变Is和R的值就可以得到不同参数的凸电阻。总的伏安特性为凸形。图3（2）串联分解法串联分解法在伏安特性图中以电流I轴为界来分解曲线。分解得分电路在相同的I轴坐标上U值相加得原电路。实际电路为分电路的串联。（3）并联分解法并联分解法在伏安特性图中以电压U轴为界来分解曲线。分解得分电路在相同的U轴坐标上I值相加得原电路。实际电路为分电路的并联。实验目的为1，实现用二极管、稳压管等元器件设计如图4、5所示伏安特性的非线性电阻电路。2，测量所设计电第5页共18页第4页共18页i(mA)012-2-1-20-15-12-66121520i(mA)U(V)0-3-6-9963编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共18页路的伏安特性并作曲线，与图4图5比对。图4图5电路设计如下：（1）要求图4的伏安特性曲线，可将曲线分解为如图6、7所示的两个凸电阻串联。参考图3可知，相当于分别去除电流源Is和电阻R，就得到如图6、7所示电路。第6页共18页第5页共18页i(mA)012-2-1i(mA)u2(V)-1-2编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页共18页图6图7图4的伏安曲线同样可以分解成图7所示的两个凸电阻串联。＝第7页共18页第6页共18页iu+Is=0R=0.5kIs=2mAR=∞-Is=0R=0.5kIs=2mAR=∞i(mA)963编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第7页共18页简化后可得：图8（2）对图5所示伏安特性曲线进行分析。首先用并联分析法分析。并联分析法是在i-u特性图中以u轴为界来分解曲线。那么图5中u轴上下两个部分可用并联两个非线性电阻网络来实现。由于该曲线关于i轴奇对称，两个非线性电阻网络只是反相而已，所以只讨论u轴以上的部分。第8页共18页第7页共18页u(V)i(mA)06361215斜率为0.5斜率为1i(mA)u(V)06斜率为1.5u(V)i(mA)012斜率为0.5i(mA)u(V)60斜率为0.5编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第8页共18页（串联）（并联）（串联）第9页共18页第8页共18页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第9页共18页图9四、正文用mutisim7.0软件对图8的电路用点测法进行仿真实验，得到数据如下:I-V关系如图在图中取（0.6，1.133）（-0.6，-1.133）两点求出斜率k=1.89,斜率的误差E=|1.89-2|/2=5.5%。且在v=1.0V点，E=|u/V-1.5-1.2-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.0i/mA-2.000-1.998-1.837-1.499-1.133-0.759-0.3800.000u/V0.20.40.60....
