电容倍增器指导书

1、实验电容倍增器的实现与应用一、研究任务和目的任务设计并实现电容倍增器。目的练习运算放大器电路的线性及非线性应用设计；深化等效阻抗的概念；熟悉阻抗变换的概念。二、研究背景在一些低电平、低阻抗电路中，有时会用到容量非常大的电容，例如，对某种低压应用场 合，假定设计者需要一个100J1F的无极性电容，用无源元件实现这种要求很困难，这时可采用 电容倍增器来实现大电容量的要求。电容倍增器基本思想是用较小的电容，通过有源网络进行 阻抗变换来获得较大容量的电容。所需知识基础复阻抗概念2 .电容元件特性含运算放大器的电路分析一阶动态电路三、备选仪器及元器件 TOC o 1-5 h z 双路直流稳压电源1台TF

2、G5001V谐波信号发生器1台双踪示波器1台万用表1台十进位可调电阻箱(0.001100000Q)1台十进位可调电容箱(0.0010.999* )1只集成运放LM3241只电感线圈(乙=157mH，R=19Q)1只定值电阻若干定值电容若干四、预备知识运放应用电路有许多形式，分类方法也各不相同，其中一种方法是大体上分为线性应用和 非线性应用两类。线性应用是指运放本身工作在线性区，且外部反馈网络也由线性元件组成。 电路的特点是具有负反馈网络或正、负反馈相结合的网络。线性应用下的运算电路有两种基本 的反馈形式：反相放大电路和同相放大电路。而在线性应用中对我们十分有用的“虚短”和“虚断”的概念在非线性

3、运算电路的分析中就要区别对待。比较器是运算放大器非线性应用的典型 例子。比较器电路中运放处于开环或正反馈工作状态，如图1电路，该电路比较两个输入电压， 并在二者幅度相等附近输出电压产生跃变。即比较器输出有两个状态，两输入信号决定输出究 竟是哪一个状态。五、研究内容及要求设计电容倍增器，以实现一接地型电容，要求将一个0.1吁的电容元件倍增到约1.1吁， 并给出等效电路模型。搭建实际电路，测试电容倍增器的工作特性，分析等效电容和品质因数随电路参数变 化的关系。利用电容倍增器实现延时。六、研究提示电容倍增器基本思想是用较小的电容，通过有源网络进行阻抗变换来获得较大容量的电容。 下面先给出一浮地型电容

4、倍增器的电路。1（a）浮地型电容倍增器原理电路（b）等效电路图2浮地型电容倍增器电路该电路采用两个运算放大器实现浮地电容电路，由图2可求得电流七、12为I = j血 C (1 + )U - j血 C (1 + 土)。1R 1R 2I = - j 血 c（1 + 土）U + j 血 c（1 + R）ii2R 1R 2上式所代表的是该电路的Y参数方程，可见该电路能实现浮地型电容。图2（b ）是其等效电路，浮地电容C = C （1 + 土）eqR2图3是一个接地型电容倍增器的电路，当电容。充电时输出电压跟随电容电压上升，又通过R2反馈到的另一端形成自举，延长充电时间，起到电容倍增的效果，试推导该电路入端等效7 阻抗zn图3接地型电容倍增器电路之一利用反相放大器也可以实现电容倍增器，试设计之。有的电容倍增器最终等效为一个电容。有的电容倍增器则可等效成电容与电阻两元件的串 联或并联。七、注意事项在设计运放电路时，电路中的元件一般在千欧至几兆欧之间，请思考在正弦稳态电路中 如何让电路参数满足这一要求。调试电路时，要注意观测信号波形，以保证电路处于线性工作区。先对设计电路进行仿真，再搭建实际电路。八、实验报告要求打印仿真电路图，要求有详细元器件型号及参数。给出电容倍增器