实验四、受控源实验

1、实验四、受控源实验深圳大学机电与控制工程学院自动化教学实验中心一、实验目的l1加深对受控源的理解；l2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；l3掌握受控源特性的测量方法。二、实验原理l受控源向外电路提供的电压或电流是受其它支路的电压或电流控制，因而受控源是双口元件：一个为控制端口，或称输入端口，输入控制量（电压或电流），另一个为受控端口或称输出端口，向外电路提供电压或电流。l受控端口的电压或电流，受控制端口的电压或电流的控制。 二、实验原理l根据控制变量与受控变量的不同组合，受控源可分为四类：l（1）电压控制电压源（VCVS）l 如图81(a)所示，其特性为： 其中：

2、 称为转移电压比（即电压放大倍数）。12uu12uu二、实验原理l（2）电压控制电流源（VCCS）l 如图81(b)所示，其特性为：l l 其中： 称为转移电导。12ugi 12muig二、实验原理l（3）电流控制电压源（CCVS）l如图81(c)所示，其特性为：l其中： 称为转移电阻。12iru12iur 二、实验原理l（4）电流控制电流源（CCCS）l 如图81(d)所示，其特性为：l l 其中： 称为转移电流比（即电流放大倍数）。12ii12ii二、实验原理l本次实验利用运算放大器组成的受控源；l运算放大器的电路符号如图82所示，具有两个输入端：同相输入端和反相输入端，一个输出端 l对于

3、理想运算放大器，放大倍数A为，输入电阻为，输出电阻为0，由此可得出两个特性： 特性1：；(虚短，即两输入端的电势相等) 特性2：。（虚断，即输入端电流不进出运算放大器）运算放大器运算放大器需要正负12V供电才能正常工作运算放大器的接地端，和0V等效使用运算放大器前必须保证对放大器进行正负12V供电，注意要与电源模块共地做负载特性时据需用到的负载电阻RL在此元件箱中选取做负载特性时据需用到的负载电阻RL在此元件箱中选取请注意各接线孔位旁边的数字标号，后面实验接线中需用到！三、实验内容l1、电压控制电压源（VCVS） 要由运算放大器的特性1可知：则由运算放大器的特性2可知：得： 1uuu11R1R

4、ui212R2RuuiR2R1ii1122)1 (uRRu取：R1 10K ，R2 20K。则：u2=3u1三、实验内容l1、电压控制电压源（VCVS）接线方法：将板子上运放的7号端与10k电阻的5号端相连，5号与11号、6号与10号、12号与9号分别相连；输入电压由8号端与10号端接入，其中，8号接正，10号接地；输出电压为9号端与10号端，其中，9号接正，10号接地。三、实验内容接线后的实物图三、实验内容l1、电压控制电压源（VCVS） （1）测试VCVS的转移特性u2=f（u1）调节恒压源输出电压u1（以电压表读数为准），用电压表测量对应的输出电压u2，将数据记入表85中。数据处理：画出

5、转移特性曲线 ，分析数据间的关系 表85测输入电压测输出电压三、实验内容l1、电压控制电压源（VCVS） （2）测试VCVS的负载特性U2=f（RL）保持u12V，负载电阻RL 用电阻箱，并调节其大小，用电压表测量对应的输出电压u2，将数据记入表86中。数据处理：画出负载特性曲线，分析数据间的关系表86三、实验内容l2、电压控制电流源（VCCS）要由运算放大器的特性1可知：则由运算放大器的特性2可得： 1uuu取：R1 10k，则：i2=u1/10k11RRui11R2Ruii三、实验内容l2、电压控制电流源（VCCS）接线方法：将板子上运放的7号端与10k电阻的5号端相连，6号与10号、5号

6、与9号分别相连；输入电压由8号端与10号端接入，其中，8号接正，10号接地；输出电流为9号端与5号端，其中，9号接正，5号接地。三、实验内容l2、电压控制电流源（VCCS）（1）测试VCCS的转移特性 i2=f（u1） 调节恒压源输出电压u1（以电压表读数为准），用电流表测量对应的输出电流i2，将数据记入表81中。 数据处理：画出转移特性曲线 ，分析数据间的关系 表81三、实验内容l2、电压控制电流源（VCCS）（）测试VCCS的负载特性 i2=f（RL） 保持u12V，负载电阻RL用电阻箱，并调节其大小，用电流表测量对应的输出电流i2，将数据记入表82中。 数据处理：画出负载特性曲线，分析数

7、据间的关系表82三、实验内容l3、电流控制电压源（CCVS）要由运算放大器的特性1可知：则由运算放大器的特性2可得：则： 0uu取：R1 10k，则：u2=i1*10kRRiu21Rii12Riu三、实验内容l3、电流控制电压源（CCVS）接线方法：将板子上运放的7号端与10k电阻的5号端相连，6号与9号、8号与10号分别相连；输入电压由7号端与10号端接入，其中，7号接正，10号接地；输出电流为9号端与10号端，其中，9号接正，10号接地。三、实验内容l3、电流控制电压源（CCVS）(1)测试CCVS的转移特性u2=f（i1）调节恒流源输出电流i1（以电流表读数为准），用电压表测量对应的输出

8、电压u2，将数据记入表83中。 数据处理：画出转移特性曲线 ，分析数据间的关系 表83三、实验内容l3、电流控制电压源（CCVS）（）测试CCVS负载特性u=f（RL）保持i10.2mA，负载电阻RL用电阻箱，并调节其大小，用电压表测量对应的输出电压u2，将数据记入表84中。 数据处理：画出负载特性曲线，分析数据间的关系表84三、实验内容l4、电流控制电流源（CCCS）要由运算放大器的特性1可知：则由运算放大器的特性2可得：则： 0uu取：R1 10k， R2 20k，则：i2=-1.5 i12212R1iRRRi1R1ii1212)1(iRRi注意，此交叉点是不连接在一起的！三、实验内容l4、电流控制电流源（CCCS）接线方法：将板子上运放的8号端与10k电阻的5号端相连，6号与11号、12号与10号、7号与10号、分别相连；输入电流由8号端与10号端接入，其中，8号接正，10号接地；输出电流为9号端与11号端，其中，9号接正，11号接地。三、实验内容l4、电流控制电流源（CCCS）（1）测试CCCS的转移特性i2=f（i1）调节恒流源输出电流i1（以电流表读数为准），用电流表测量对应的输出电流i2，将数据记入表87中。 数据处理：画出转移特性