實驗四受控源特性的研究

1一實驗目的基本要求：（1）加深對CCCS、VCVS、VCCS特性的認識提高要求：（2）學習含有運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2二、實驗儀器與原理萬用表穩(wěn)壓電源面包板元件3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：4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。5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。6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17實驗原理2．用運算放大器組成的受控源運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。8實驗原理圖29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。由運算放大器的特性1可知：則由運算放大器的特性2可知：代入得：可見，運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：10實驗原理圖311實驗原理（VCCS）圖412實驗原理（CCVS）圖513實驗原理（CCCS）圖614三實驗內(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），用電壓表測量對應的輸出電壓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/V15三實驗內(nèi)容（續(xù)一）提高要求：（2）測試VCVS的負載特性U2=f（RL）保持U1＝2V，變換負載電阻RL，并調(diào)節(jié)其大小，用電壓表測量對應的輸出電壓U2，將數(shù)據(jù)記入表4－2中。表4－2VCVS的負載特性數(shù)據(jù)RL/Ω1k2k3k4k5k6k7k8k9kU2/V

16三實驗內(nèi)容（續(xù)二）圖4-117三實驗內(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），用電流表測量對應的輸出電流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)18三實驗內(nèi)容（續(xù)四）圖4-219三實驗內(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/mA20四、實驗注意（1）運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21四、實驗注意（2）運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）運算放大器工作時，注意接通偏置電源.

22五、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。23六、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)移特性和負載特性曲線，并求出相應的轉(zhuǎn)移參量μ、g、r和β；2．參考表4－