《實(shí)驗(yàn)報(bào)告》受控源

1、大連東軟信息學(xué)院學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：_電路分析_專業(yè)班級(jí)：_微電子14001班 _姓 名：_劉盛意_,殷俊_ _學(xué) 號(hào)：14160600119_2014-2015 學(xué)年第 2 學(xué)期實(shí)驗(yàn)報(bào)告注意事項(xiàng)1. 課前必須認(rèn)真預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真書寫預(yù)習(xí)報(bào)告，了解實(shí)驗(yàn)步驟，未預(yù)習(xí)或預(yù)習(xí)達(dá)不到要求的學(xué)生不準(zhǔn)參加實(shí)驗(yàn)； 2. 實(shí)驗(yàn)完畢，必須將結(jié)果交實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師進(jìn)行檢查，并將計(jì)算機(jī)正常關(guān)機(jī)、將儀器設(shè)備、用具及椅子等整理好，方可離開實(shí)驗(yàn)室；3. 按照實(shí)驗(yàn)要求書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，條理清晰，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；4. 當(dāng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫錯(cuò)后，不能撕毀，請(qǐng)?jiān)谙噙B的實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙上重寫；5. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告嚴(yán)禁抄襲，如發(fā)現(xiàn)抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)

2、告的情況，則抄襲者與被抄襲者該次實(shí)驗(yàn)以0分計(jì)；6. 無故缺實(shí)驗(yàn)者，按學(xué)院學(xué)籍管理制度進(jìn)行處理； 7. 課程結(jié)束后實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)上交實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師，并進(jìn)行考核與存檔。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實(shí)驗(yàn)) 預(yù)習(xí)報(bào)告項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)一 受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙髄.學(xué)習(xí)使用基本電學(xué)儀器及線路連接方法。2.掌握測(cè)量電學(xué)元件伏安特性曲線的基本方法及一種消除線路誤差的方法。3.學(xué)習(xí)根據(jù)儀表等級(jí)正確記錄有效數(shù)字及計(jì)算儀表誤差。100mA量程，0.5級(jí)電流表最大允許誤差，應(yīng)讀到小數(shù)點(diǎn)后1位，如42.3(mA)3V量程，0.5級(jí)電壓表最大允許誤差，應(yīng)讀到小數(shù)

3、點(diǎn)后2位，如2.36(V)4了解用運(yùn)算放大器組成四種類型受控源的線路原理。5測(cè)試受控源轉(zhuǎn)移特性及負(fù)載特性。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理1、運(yùn)算放大器（簡(jiǎn)稱運(yùn)放）的電路符號(hào)及其等效電路如圖A所示。運(yùn)算放大器是一個(gè)有源三端器件，它有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，若信號(hào)從“+”端輸入，則輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相同，故稱為同相輸入端，若信號(hào)從“-”端輸入，則輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反，故稱為反相輸入端。運(yùn)算放大器的輸出電壓為：UO=AO（UP-Un）其中AO是運(yùn)放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)，在理想情況下，AO與運(yùn)放的輸入電阻R1均為無窮大，因此有UP=Un iP=UP/RiP=0 in=Un/Rin=0這說明理想運(yùn)放具有下列三大

4、特征:（1）運(yùn)放的“+”端與“-”端電位相等，通常稱為“虛短路”。（2）運(yùn)放輸入端電流為零，即其輸入電阻為無窮大。（3）運(yùn)放的輸出電阻為零。以上三個(gè)重要的性質(zhì)是分析所有具有運(yùn)放網(wǎng)絡(luò)的重要依據(jù)，要使運(yùn)放工作，還須接有正、負(fù)直流工作電源（稱雙電源），有的運(yùn)放也可用單電源工作。2、理想運(yùn)放的電路模型是一個(gè)電壓控制電壓源（即VCVS），如圖A（b）所示，在它的外部接入一個(gè)不同的電路元件，可構(gòu)成四種基本受控源電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的各種模擬運(yùn)算或模擬變換。3、所謂受控源，是指其電源的輸出電壓或電流是受電路另一支路的電壓或電流所控制的。當(dāng)受控源的電壓（或電流）與控制支路的電壓（或電流）成正比時(shí)，則該受控源

5、為線性的。根據(jù)控制變量與輸出變量的不同可分為四類受控源：即電壓控制電壓源（VCVS）、電壓控制電流源（VCCS）、電流控制電壓源（CCVS）、電流控制電流源（CCCS）。電路符號(hào)如圖B所示。理想受控源的控制支路中只有一個(gè)獨(dú)立變量（電壓或電流），另一個(gè)變量為零，即從輸入口看理想受控源或是短路（即輸入電阻Ri=0，因而Ui=0）或是開路（即輸入電導(dǎo)Gi=0，因而輸入電流I1=0），從輸出口看，理想受控源或是一個(gè)理想電壓源或是一個(gè)理想電流源。4、受控源的出端與受控端的關(guān)系稱為轉(zhuǎn)移函數(shù)四種受控源轉(zhuǎn)移函數(shù)參量的定義如下：（1）壓控電壓源（VCVS）U2=f（U1） U=U2/U1 稱為轉(zhuǎn)移電壓比（或電壓

6、增益）。（2）壓控電流源（VCCS）I2=f（U1） gm=I2/U1 稱為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)。（3）流控電壓源（CCVS）U2=f（I1） r m=U2/I1 稱為轉(zhuǎn)移電阻。（4）流控電流源（CCCS）I2=f（I1） a=I2/I1 稱為轉(zhuǎn)移電流比（或電流增益）。5、用運(yùn)放構(gòu)成四種類型基本受控源的線路原理分析（1）壓控電壓源（VCVS）如圖C所示由于運(yùn)放的虛短路特性，有UP=Un=U1 i2=Un/R2=U1/R2又因運(yùn)放內(nèi)阻為 有i1=i2因此U2=i1R1+i2R2=i2（R 1+R2）=U1/R2（R1+R2）=（1+R1/R2）U1即運(yùn)放的輸出電壓U2只受輸入電壓U1的控制與負(fù)載RL大小無關(guān)

7、，電路模型如圖B（a）所示 轉(zhuǎn)移電壓比：=U2/U1=1+R1/R2 為無量綱，又稱為電壓放大系數(shù)。（2）壓控電流源（VCCS），如圖D所示，即成為壓控電流源VCCS。此時(shí)，運(yùn)放的輸出電流 IL=iR=Un/R=UI/R 即運(yùn)放的輸出電流iL只受輸入電壓UI的控制，與負(fù)載RL大小無關(guān)。電路模型如圖B（b）所示。轉(zhuǎn)移電導(dǎo)gm=iL/UI=I/R （S）這里的輸入、輸出無公共接地點(diǎn)，這種聯(lián)接方式稱為浮地聯(lián)接。（3）流控電壓源（CCVS），如圖E所示。由于運(yùn)放的“+”端接地，所以UP=0，“-”端電壓Un也為零，此時(shí)運(yùn)放的“-”端稱為虛地點(diǎn)。顯然，流過電租R的電流iI，就等于網(wǎng)絡(luò)的輸入電流is。此時(shí)

8、，運(yùn)放的輸出電壓U2= -i1R=isR，即輸出電壓U2只受輸入電流is控制，與負(fù)載RL大小無關(guān)，電路模型如圖B（c）所示。移轉(zhuǎn)電阻r m = U2/is = -R（）此電路為共地聯(lián)接。（4）流控電流源（CCCS），如圖F所示。Ua = -i2R2 = -i1R1 iL=i1+i2=i1+R1/R2i1=（1+R1/R2）is即輸出電流iL只受輸入電流is的控制，與負(fù)載RL大小無關(guān)。電路模型如圖B（d）所示。轉(zhuǎn)移電流比 a=iL/is=（1+R1/R2）a為無量綱，又稱為電流放大系數(shù)。此電路為浮地聯(lián)接。預(yù)習(xí)過程中的疑問1 研究線性受控源電路的目的及意義？2 四個(gè)受控源都是什么？3受控源和獨(dú)立源

9、相比有何異同點(diǎn)？比較四種受控源的代號(hào)、電路模型、控制量與被控量的關(guān)系。4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別繪出四種受控源的轉(zhuǎn)移特性和負(fù)載特性曲線，并求出相應(yīng)的轉(zhuǎn)移參量。5.如何由兩個(gè)基本的 CCVS 和 VCCS 獲得其它兩個(gè) CCCS 和 VCVS，它們的輸入輸出如何連接？實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實(shí)驗(yàn)) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告項(xiàng)目名稱受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師山丹實(shí)驗(yàn)室A3-202實(shí)驗(yàn)日期分組情況殷俊，劉盛意成 績(jī)實(shí)驗(yàn)步驟（算法、代碼、方法）1、測(cè)量受控源VCCS的轉(zhuǎn)移特性IL=f（U1）及負(fù)載特性IL=f（U2）。實(shí)驗(yàn)線路如圖G（1）固定RL=2K，調(diào)節(jié)

10、直流穩(wěn)壓電源輸出電壓U1，使其中0-5V范圍內(nèi)取值。測(cè)量U1及相應(yīng)的IL，繪制IL=f（U1）曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電導(dǎo)gm。2、測(cè)量受控源CCVS的轉(zhuǎn)移特性U2=f（IS）及負(fù)載特性U2=f（IL）實(shí)驗(yàn)線路如圖H，IS為可調(diào)直流恒流源，RL為可調(diào)電阻。（1）固定RL=2K，調(diào)節(jié)直流恒流源輸出電流IS，使其在0-0.8mA范圍內(nèi)取值，測(cè)量IS及相應(yīng)的U2值，繪制U2=f（IS）曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電阻rm。（2）保持IS=0.3mA，令RL從1K增至，測(cè)量U2及IL值，繪制負(fù)載特性曲線U2=f（IL）。3、 根據(jù)不同類型的受控源可以進(jìn)行級(jí)聯(lián)以形成等效的另一類型的受控源，如受控源C

11、CVS與VCCS進(jìn)行適當(dāng)?shù)穆?lián)接組成CCCS或VCVS。如圖Q所示，CCVS與VCCS組成CCCS。（1）固定RL=2K，調(diào)節(jié)直流恒流源輸出電流IS，使其在0-0.8mA范圍內(nèi)取值，自擬表格、填表測(cè)IS及相對(duì)應(yīng)的IL值，繪制IL=f（IS）曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電流比a。（2）保持IS=0.3mA，令RL從0增至4K，測(cè)量IL及U2值。繪制負(fù)載特性曲線IL=f（U2）曲線，自擬表格填表。4、將CCVS與VCCS組成VCVS，如圖R所示。（1）固定RL=2K，調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源輸出電壓U1，使其在0-6V范圍內(nèi)取值（自擬表格填表），測(cè)量U1及相應(yīng)的U2值，繪制U2=f（U1）曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電壓比。（2）保持U1=2V，令RL阻值從1K增至，測(cè)量U2及IL，繪制U2=f（IL）曲線。（自擬表格填表）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果（結(jié)論及分析）結(jié)果及分析：受控電壓源，受控電流源的大小只與控制它的電路有關(guān)，與電路的其他部分無關(guān)。個(gè)人感想：在做實(shí)驗(yàn)前,一定要將課本上的知