實驗四受控源特性研究

關(guān)于實驗四受控源特性研究1第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三2一實驗?zāi)康幕疽螅海?）加深對CCCS、VCVS、VCCS特性的認(rèn)識提高要求：（2）學(xué)習(xí)含有運(yùn)算放大器線性電路分析方法（3）掌握受控源轉(zhuǎn)移參數(shù)的測試方法第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三3二、實驗儀器與原理萬用表穩(wěn)壓電源面包板元件第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三4實驗原理1．受控源受控源向外電路提供的電壓或電流是受其它支路的電壓或電流控制，因而受控源是雙口元件：一個為控制端口，或稱輸入端口，輸入控制量（電壓或電流），另一個為受控端口或稱輸出端口，向外電路提供電壓或電流。輸出端口的電壓或電流，受輸入端口的電壓或電流的控制。根據(jù)控制變量與受控變量的不同組合，受控源可分為四類：第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三5實驗原理（1）電壓控制電壓源（VCVS），如圖下圖（a）所示，其特性為：其中：稱為轉(zhuǎn)移電壓比（即電壓放大倍數(shù)）。（2）電壓控制電流源（VCCS），如圖下圖（b）所示，其特性為：

其中：稱為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)。第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三6實驗原理（3）電流控制電壓源（CCVS），如圖下圖（c）所示，其特性為：其中：稱為轉(zhuǎn)移電阻。第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三7實驗原理（4）電流控制電流源（CCCS），如圖下圖（d）所示，其特性為：其中：稱為轉(zhuǎn)移電流比（即電流放大倍數(shù)）。原理圖1第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三8實驗原理2．用運(yùn)算放大器組成的受控源運(yùn)算放大器的電路符號如圖2所示，具有兩個輸入端：同相輸入端ｕ+和反相輸入端ｕ-，一個輸出端ｕｏ，放大倍數(shù)為A，則ｕｏ＝A（ｕ＋－ｕ-）。對于理想運(yùn)算放大器，放大倍數(shù)A為∞，輸入電阻為∞，輸出電阻為0，由此可得出兩個特性：特性1：ｕ＋＝ｕ－；特性2：ｉ＋＝ｉ-＝０。第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三9實驗原理圖2第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三10實驗原理(VCVS)電壓控制電壓源（VCVS）電壓控制電壓源電路如圖3所示。由運(yùn)算放大器的特性1可知：則由運(yùn)算放大器的特性2可知：代入得：可見，運(yùn)算放大器的輸出電壓u2受輸入電壓u1控制，其電路模型如圖2（a）所示，轉(zhuǎn)移電壓比：第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三11實驗原理圖3第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三12實驗原理（VCCS）圖4第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三13實驗原理（CCVS）圖5第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三14實驗原理（CCCS）圖6第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三15三實驗內(nèi)容1、測試電壓控制電壓源（VCVS）特性實驗電路如圖4－1所示，圖中，U1用恒壓源的可調(diào)電壓輸出端，R1＝R2＝10ｋΩ，RL＝2ｋΩ（）。（1）測試VCVS的轉(zhuǎn)移特性U2=f（U1）調(diào)節(jié)恒壓源輸出電壓U1（以電壓表讀數(shù)為準(zhǔn)），用電壓表測量對應(yīng)的輸出電壓U2，將數(shù)據(jù)記入表4－1中。表4－1VCVS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)U1/V01234U2/V第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三16三實驗內(nèi)容（續(xù)一）提高要求：（2）測試VCVS的負(fù)載特性U2=f（RL）保持U1＝2V，變換負(fù)載電阻RL，并調(diào)節(jié)其大小，用電壓表測量對應(yīng)的輸出電壓U2，將數(shù)據(jù)記入表4－2中。表4－2VCVS的負(fù)載特性數(shù)據(jù)RL/Ω1k2k3k4k5k6k7k8k9kU2/V

第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三17三實驗內(nèi)容（續(xù)二）圖4-1第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三18三實驗內(nèi)容（續(xù)三）2．測試電壓控制電流源（VCCS）特性實驗電路如圖4－2所示，圖中，U1用恒壓源的可調(diào)電壓輸出端，R1＝8.2ｋΩ，RL＝2ｋΩ（用電阻箱）。（1）測試VCCS的轉(zhuǎn)移特性I2=f（U1）調(diào)節(jié)恒壓源輸出電壓U1（以電壓表讀數(shù)為準(zhǔn)），用電流表測量對應(yīng)的輸出電流I2，將數(shù)據(jù)記入表4－3中。表4－3VCCS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三19三實驗內(nèi)容（續(xù)四）圖4-2第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三20三實驗內(nèi)容（續(xù)五）表4－3VCCS的轉(zhuǎn)移特性數(shù)據(jù)U1/V00.511.52.02.53.03.54I2/mA第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三21四、實驗注意（1）運(yùn)算放大器輸出端不能與地短路，輸入端電壓不宜過高（小于5V）。μA741管腳圖第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三22四、實驗注意（2）運(yùn)算放大器輸出端不能與地短路，輸入端電壓不宜過高（小于5V）（3）運(yùn)算放大器工作時，注意接通偏置電源.

第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三23五、思考題1．什么是受控源？了解四種受控源的縮寫、電路模型、控制量與被控量的關(guān)系；2．四種受控源中的轉(zhuǎn)移參量μ、g、r和β的意義是什么？如何測得？3．若受控源控制量的極性反向，試問其輸出極性是否發(fā)生變化？4．如何由兩個基本的CCVC和VCCS獲得其它兩個CCCS和VCVS，它們的輸入輸出如何連接？5．了解運(yùn)算放大器的特性，分析四種受控源實驗電路的輸入、輸出關(guān)系。第23頁，共25頁，2023年，2月20日，星期三24六、實驗報告要求1．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在方格紙上分別繪出VCVS和VCCS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μ、g、r和β；