实验五
典型非线性环节
1.实验原理与电路
本实验以运算放大器为基本元件，在输入端和反馈网络中设置相应元件（稳压管、二极管、电阻和电容）组成各种典型非线性的模拟电路。
（1） 继电特性：见图5-1
图5-1 继电特性模拟电路
理想继电特性如图5-1C所示。图中M值等于双向稳压管的稳压值。
图5-1C 理想继电特性
（2）饱和特性：见图5-2A及图5-2B
图5-2A 饱和特性模拟电路
图5-2B 理想饱和特性
理想饱和特性图中特性饱和值等于稳压管的稳压值，斜率K等于前一级反馈电阻值与输入电阻值之比，即：
（3）死区特性
死区特性模拟电路图：见图5-3A
图5-3A 死区特性模拟电路
死区特性如图5-3B所示。
图5-3B 死区特性
D图中特性的斜率K为：
死区
式中
的单位
，且
。（实际
还应考虑二极管的压降值）
（4）间隙特性
间隙特性的模拟电路图：见图5-4A
间隙特性如图5-4B所示，图中空间特性的宽度
（OA）为：
（5-4）
式中
的单位为
，
。特性斜率
为：
（5-5）
根据式（5-4）和（5-5）可知道，改变
和
可改变空回特性的宽度；改变
或
的比值可调节特性余率（
）。
图5-4A 间隙特性模拟电路
图5-4B 间隙特性
2.实验内容及步骤
准备：
（1）选择模拟电路中未标值元件的型号、规格
（2）将信号源（U1 SG）单元的ST插针和+5V插针用“短路块”短接。
实验步骤：
（1）按图5-1接线，图5-1中的(a)和（b）之间的虚线处用导线连接好；（图5-1（a）中，+5V与Z之间，以及-5V与X之间短路块短接）。
（2）模拟电路中的输入端（U1）和输出端（U0）分别接至示波器X轴和Y轴的输入端。
（3）调节输入电压，观测并记录示波器上的U0-U1图形。
（4）分别按图5-2A，5-3A，5-4A接线*，输入电压电路采用图5-1（a），重复上述步骤（2-3）。
*注：图5
U9 NC单元的IN-A之间和IN-B之间插入所选择的电阻。
3.典型非线性环节的特性参数及它们的实际输出特性，见表5-1。
表5-1
|
典型环节非线性 |
特性参数 |
输出特性 |
|
继电型 |
|
|
|
饱和型
|
|
|
|
死区
|
|
|
|
间隙
|
|
|
