受控源的研究实验报告

受控源的研究实验报告受控源的研究实验报告 一 实验目的 一 实验目的 1 获得运算放大器的感性认识 了解由运算放大器组成各类受控源的原理和方法 理 解受控源的实际意义 2 掌握受控源特性的测量方法 通过测试受控源的外特性及其转移参数 进一步理解 受控源的物理概念 加深对受控源的认识和理解 二 实验原理 二 实验原理 1 运算放大器的基本原理 在上一次实验中已经介绍了 本次再补充说明一下 运算放大器的基本原理 在上一次实验中已经介绍了 本次再补充说明一下 运算放大器是一种有源二端口元件 图 3 1 是理想运算放大器的模型及其电路符号 它有两个输入端 一个输出端和一个对输入 输出信号的参考地线端 信号从 端输入时 其输出信号 U0 与输入信号反相 故称 端为反相输入端 信号从 端输入时 其输出信号 U0 与输入信号同相 故称 端为同相输入端 U0 为输出端的对地电压 AO 是运放的开环电压放大倍数 在理想情况下 AO 和输入电 阻 Ri 均为无穷大 而输出电阻 RO 为零 理想运算放大器的电路模型为一个受控源 它具有以下重要的性质 当输出端与 反相输入端 之间接入电阻等元件时 形成负反馈 这时 端 和 端 是等电位的 称为 虚短 若其中一个输入端接地 另一输入端虽然未接地 但其电 位也为 0 称它为 虚地 理想运算放大器的输入端电流约等于 0 上述性质是简化 分析含有运算放大器电路的重要依据 本实验将研究由运算放大器组成的 4 种受控源电路的特性 选用 LM741 型或 LM324 型的集成运算放大器 LM741 运算放大器的引脚功能如图 3 2 所示 2 由运算放大器构成四种受控源的原理 由运算放大器构成四种受控源的原理 1 电压控制电压源 VCVS 上图电路是由运算放大器构成的电压控制电压源 图中是反馈电阻 是负 载电阻 因为 且 所以 又因为 令 称为转移电压比或电压增益 是无量纲的常数 则 2 电压控制电流源 VCCS 上图电路是由运算放大器构成的电压控制电流源 因为 所以 令 称为转移电导 具有电导量纲 则 14 2 3 3 电流控制电压源 CCVS 电流控制电压源的电路如上图所示 因为 所以 令 称为转移电阻 具有电阻的量纲 则 14 2 4 4 电流控制电流源 CCCS 电流控制电流源的电路如图 3 6 所示 因为 所以 令 称为转移电流比或电流增益 无量纲 则 三 实验内容 三 实验内容 1 测试电压控制电压源 测试电压控制电压源 VCVS 特性 特性 1 实验电路图 2 实验数据记录 输入电压 V0 4900 3950 2970 3660 0940 000 输出电压 V 未接负载 0 9670 7790 5860 3690 1840 000 输出电压 V 接负载 0 9650 7800 5830 3660 1830 000 3 实验分析 从以上表格显示可知 实验结果与理论结论一致 2 测试电压控制电流源 测试电压控制电流源 VCCS 特性 特性 1 实验电路 2 实验数据记录 输入电压 V0 5000 3990 2980 1970 0990 000 输出电流 mA 未接负载 0 4960 3940 2960 1950 0970 000 输出电流 mA 接负载 0 4910 3970 2970 1960 0980 000 3 实验分析 从以上表格显示可知 实验结果与理论结论一致 四 实验注意事项 四 实验注意事项 1 用电流源供电的实验中 不要使电流源的负载开路 2 实验结束后 拔除电源插头 使之断电 3 输入电压在 0 5V 以内 五 实验总结及心得 五 实验总结及心得 本实验较为简单 但由于对受控源