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理论与算法 2014 用运算放大器构成理想变压器及其仿真测量 郭继文 （西安铁路职业技术学院电气工程系,陕西西安,710014） 摘要：提出了实现理想变压器的一种新方法，从理论上证明了通过运算放大器和电阻元件构成的“理想变压器”满足理想变压 器的定义条件。并对运算放大器和电阻元件实现的理想变压器电路在交流、直流以及其它波形的信号源下的工作进行了仿真 测量，验证了理想变压器对电压、电流的频率和波形没有任何限制，这一结论证明了理想变压器是既能工作于交流又能工作于 直流的理想电路元件，指出了对电路教学具有的意义。 关键词 ：理想变压器；运算放大器；电路分析；仿真 中图分类号：TM13 文献标示码：A IdealTransformer Realization Using Operational Amplifiers and Its Simulation Guo Jiwen (Mechanical and Electronic Engineering Departmentof Xi’an Railway Vocational Technical Institute, Shaanxi Xi’an,710014,china) Abstract ： This paper points out anew methodofrealizingan idealtransformer and theoretically proves that theideal-transforming-circuit forming byoperational amplifierand resistorsuffices requirementsofideal transformer.Through simulation measuring the circuit’s work under AC,DC and other waveform signal source, the paper verifies that this circuit of ideal transformer realized by operational amplifier and resistor has no restrictions on frequency and waveform of voltage and current.This conclusion proves that ideal transformer is an ideal circuit element not only in the AC but DC as well. Keywords ： Ideal transformer；Operational amplifier；Circuit analysis；Simulation 0 引言 个理想变压器。图一所示的电路就是利用运算放大器和电阻来实 现理想变压器的电路，下面对该电路进行分析。 理想变压器是一种线性双口电阻元件，它是由实际铁心变压 器抽象而来的电路模型。和实际变压器不同，它对电压、电流的频 率和波形没有任何限制，既能工作于交流又能工作于直流。理想 变压器既然作为电路元件模型，我们就可以用实际电路元件模拟 实现。最常见的方法就是采用高磁导率、紧耦合和增加匝数的耦 合电感元件来实现，铁心变压器就是最接近于理想变压器的实际 元件。但这只是一种实现方法。但是，采用耦合电感来实现的理想 图一 利用运算放大器和电阻实现的理想变压器 变压器就只能依赖于电磁感应原理才能工作，因此，它不