受控源的特性曲线试验报告

1、实验名称：受控源VCCSVCVSCCVSCCCS勺特性曲线课程名称电路原理班级指导教师实验学生姓名实验日期实验设备台号报告日期一.实验目的:1 .加深对受控源的理解。2 .熟悉由运算放大器组成受控源电路的分析方法，了解运算放大器的应用。3 .掌握受控源特性的测量方法。二.实验原理与说明：1 .受控源是双口元件，一个为控制端口，另一个为受控端口。受控端口的电流或电压受到控制端口的电流或电压的控制。根据控制变量与受控变量的不同组合，受控源可分为四类：i.c-0ic-o(c)CCVS(d)CCCS图6-1受控源(1)电压控制电压源(VCVS),如图6-1(a)所示，其特性为:Us=1Ucic=0(2

2、)电压控制电流源(VCCS),如图6-1(b)所示，其特性为:is=gmAic=0电流控制电压源(CCVS),如图6-1(c)所示，其特性为:Us=icUc=0电流控制电流源(CCCS),如图6-1(d)所示，其特性为:is=：icUc=02 .运算放大器与电阻元件组成不同的电路，可以实现上述四种类型的受控源。各电路特性分析如下。(1)电压控制电压源(VCVS):运算放大器电路如图6-2所示。由运算放大器输入端“虚短”特性可知：U-=U_=U1iR2由运算放大器的“虚断”特性，可知:U2=iRiRiiR2R2=?RiR2R2iRU1二;U1式(6-1)图C-2电压控制电压源(VCVS)-4-1

3、2RL112图6-3电压控制电流源(VCCS)即运算放大器的输出电压U2受输入电压U1控制。其电路模型如图6-1(a)所示转移电压比：dRi二二1一R2该电路是一个同相比例放大器，其输入与输出有公共接地端，这种连接方式称为共地连接。电压控制电流源（VCCS）:运算放大器电路如图6-3所示。根据理想运放“虚短”、“虚断”特性，输出电流为：i2=iR=匕式（6-2）R该电路输入，输出无公共接地点，这种连接方式称为浮地连接。（3）电流控制电压源（CCVS）:运算放大器电路如图6-4所示。根据理想运放“虚短”，“虚断”特性，可推得：u2=iRR=i1R式（6-3）即输出电压U2受输入电流ii的控制。其

4、电路模型如图6-1（c）所示。转移电阻为：u=-=-R式（6-4）ii图15-4电流控制电压源1R1Ria匕IAIII：*A+氏八r,巾I+-iT"Uj1一/Ra-T图8-5电流控制电流源（4）电流控制电流源（CCCS）运算放大器电路如图6-5所示。由于正相输入端“+”接地，根据“虚短”、“虚断”特性可知，“-”端为虚地，电路中a点的电压为：Ua=%Ri=-iiRi=Tr2R2所以，iR2=iiLR2输出电流：i2=i6巧此=ii十八且=i+'|i式（6-5）2R2IR2J即输出电流i2只受输入电流11的控制，与负载Rl无关。它的电路模型如图6-1(d)所示。转移电流比:=1

5、IiRiR2式(6-6)三.实验设备:名称直流稳压电源2.3.4.万用表直流数字电压电流表电阻数1111里台台台台19只型号030V可调±15V电源(MC1032)(MC1034)1k'.1*33kJ*115kJ*11.5k,1*14.7k*133k*12k*210kJ*25.集成运算放大器1块LM7416.电位器1只100k,70.25W7.短接桥和连接导线什P8-1和501488.实验用9孔插件方板1块297mmx300mm四.实验内容:1.(2)测试电压控制电压源特性实验电路如图6-6所示。根据表6-1中内容和参数,自行给定测试VCVS的转移特性U2=f(U1),计算并

6、与理论值比较。(理论值计算可参考式Ui值,a值，6-1)表6-2VCVS的负载特性5=f(Rl)Ri=1kQR2=2kQUi=1V给定值RL(kC)3.04.7101533测试值5(V)计算值a(4)根据表6-3中内容和参数，自行选择Ri值，设计出不同电压转移比的受控电压源，计算“值，并与理论值比较。表6-3VCVS的不同电压转移比R2=1kQRL=2kQU1=1V给定值Ri(kC)11.52.03.04.7测试值5(V)计算值a2 .测试电压控制电流源特性+(1)实验电路如图6-7所示。(2)根据表6-4中内容，测试VCCS的转移特性I2=fui(Ui),并计算gm值，并与理论值比较。(可参

7、考式6-2)_图(5-7¥CCS实哈鞋路表6-4VCCS的转移特性I2=f(U1)R1=1kQRL=2kQ给定值U1(V)0.511.522.533.544.5测试值I2(mA)计算值gm根据表6-5中内容，测试VCCS输出特性I2=f(Rl),并计算gm值。表6-5VCCS输出特性I2=f(RL)R1=2kCU1=1V给定值RL(kC)34.7101533测试值12(mA)计算值gm3 .测试电流控制电压源特性(1)实验电路如图6-8所示。(2)根据表6-6中内容，测试CCVS的转移特性U2=f(1l),并计算值，图MMCCVS实验魏路并与理论值进行比较。(可参考式6-4)表6-6

8、CCVS的转移特性U2=f(I1)Ri=1kQRl=2KQ给定值I1(mA)0.10.20.40.811.522.54测试值5(V)计算值V(建)(3)根据表6-7中内容，测试CCVS输出特性U2=f(Rl),并计算r值。表6-7CCVS输出特性U2=f(RL)Ri=2kQI1=1.5mA给定值Rl(kQ)34.7101533测试值U2(V)计算值y(C)4 .测试电流控制电流源特性实验电路如图6-9所示(2)根据表6-8中内容，测试CCCS的转移特性图日丹CCCS实验鞋路I2=f(Il),并计算值,与理论值进行比较(可参考式6-5)表6-8CCCS的转移特性I2=f(I1)Ri=1kQR2=1kCRL=2kC给定值I1(mA)0.10.20.40.811.522.54测试值I2(mA)计算值P=1+3R2(3)根据表6-9中内容，测试CCCS输出特性I2=f(Rl),并计算。值。表6-9CCCS输出特性I2=f(RL)Ri=2