实验四受控源特性研究

实验四受控源特性的研究

1一实验目的基本要求：（1）加深对CCCS、VCVS、VCCS特性的认识提高要求：（2）学习含有运算放大器线性电路分析方法（3）掌握受控源转移参数的测试方法2二、实验仪器与原理万用表稳压电源面包板元件3实验原理1．受控源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。输出端口的电压或电流，受输入端口的电压或电流的控制。根据控制变量与受控变量的不同组合，受控源可分为四类：4实验原理（1）电压控制电压源（VCVS），如图下图（a）所示，其特性为：其中：称为转移电压比（即电压放大倍数）。（2）电压控制电流源（VCCS），如图下图（b）所示，其特性为：

其中：称为转移电导。5实验原理（3）电流控制电压源（CCVS），如图下图（c）所示，其特性为：其中：称为转移电阻。6实验原理（4）电流控制电流源（CCCS），如图下图（d）所示，其特性为：其中：称为转移电流比（即电流放大倍数）。原理图17实验原理2．用运算放大器组成的受控源运算放大器的电路符号如图2所示，具有两个输入端：同相输入端ｕ+和反相输入端ｕ-，一个输出端ｕｏ，放大倍数为A，则ｕｏ＝A（ｕ＋－ｕ-）。对于理想运算放大器，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：ｕ＋＝ｕ－；特性2：ｉ＋＝ｉ-＝０。8实验原理图29实验原理(VCVS)电压控制电压源（VCVS）电压控制电压源电路如图3所示。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：代入得：可见，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2（a）所示，转移电压比：10实验原理图311实验原理（VCCS）图412实验原理（CCVS）图513实验原理（CCCS）图614三实验内容1、测试电压控制电压源（VCVS）特性实验电路如图4－1所示，图中，U1用恒压源的可调电压输出端，R1＝R2＝10ｋΩ，RL＝2ｋΩ（）。（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4－1中。表4－1VCVS的转移特性数据U1/V01234U2/V15三实验内容（续一）提高要求：（2）测试VCVS的负载特性U2=f（RL）保持U1＝2V，变换负载电阻RL，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4－2中。表4－2VCVS的负载特性数据RL/Ω1k2k3k4k5k6k7k8k9kU2/V

16三实验内容（续二）图4-117三实验内容（续三）2．测试电压控制电流源（VCCS）特性实验电路如图4－2所示，图中，U1用恒压源的可调电压输出端，R1＝8.2ｋΩ，RL＝2ｋΩ（用电阻箱）。（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4－3中。表4－3VCCS的转移特性数据18三实验内容（续四）图4-219三实验内容（续五）表4－3VCCS的转移特性数据U1/V00.511.52.02.53.03.54I2/mA20四、实验注意（1）运算放大器输出端不能与地短路，输入端电压不宜过高（小于5V）。μA741管脚图21四、实验注意（2）运算放大器输出端不能与地短路，输入端电压不宜过高（小于5V）（3）运算放大器工作时，注意接通偏置电源.

22五、思考题1．什么是受控源？了解四种受控源的缩写、电路模型、控制量与被控量的关系；2．四种受控源中的转移参量μ、g、r和β的意义是什么？如何测得？3．若受控源控制量的极性反向，试问其输出极性是否发生变化？4．如何由两个基本的CCVC和VCCS获得其它两个CCCS和VCVS，它们的输入输出如何连接？5．了解运算放大器的特性，分析四种受控源实验电路的输入、输出关系。23六、实验报告要求1．根据实验数据，在方格纸上分别绘出VCVS和VCCS受控源的转移特性和负载特性曲线，并求出相应的转移参量μ、g、r和β；2．参考表4－