实验一常用仪器的使用

实验七受控源的实验研究基础实验教学中心主讲教师：余善好一、实验目的1．了解用运算放大器组成四种类型受控源的线路原理。2．测试受控源转移特性及负载特性。二、原理说明1．运算放大器（简称运放）的电路符号及其等效电路如图7－1所示：2、所谓受控源，是指其电源的输出电压或电流是受电路另一支路的电压或电流所控制的。当受控源的电压（或电流）与控制支路的电压（或电流）成正比时，则该受控源为线性的。根据控制变量与输出变量的不同可分为四类受控源：即电压控制电压源（VCVS）、电压控制电流源（VCCS）、电流控制电压源（CCVS）、电流控制电流源（CCCS）。电路符号如图8－2所示。理想受控源的控制支路中只有一个独立变量（电压或电流），另一个变量为零，即从输入口看理想受控源或是短路（即输入电阻Ri＝0，因而u1＝0）或是开路（即输入电导Gi＝0，因而输入电流i1＝0），从输出口看，理想受控源或是一个理想电压源或是一个理想电流源。三、实验内容本次实验中受控源全部采用直流电源激励，对于交流电源或其它电源激励，实验结果是一样的。1．测量受控源VCVS的转移特性U2=f(U1)及负载特性U2=f(IL)实验线路如图7－7。U1为可调直流稳压电源，RL为可调电阻箱。（1）固定RL＝2KΩ，调节直流稳压电源输出电压U1，使其在0～6V范围内取值，测量U1及相应的U2值，绘制U2＝f(U1)曲线，并由其线性部分求出转移电压比μ。（2）保持U1＝2V，令RL阻值从1KΩ增至∞，测量U2及IL，绘制U2＝f(IL)曲线。2．测量受控源VCCS的转移特性IL＝f(U1)及负载特性IL＝f(U2)实验线路如图7－8（1）固定RL＝2KΩ，调节直流稳压电源输出电压U1，使其在0～5V范围内取值。测量U1及相应的IL,绘制IL＝f(U1)曲线，并由其线性部分求出转移电导gm。（2）保持U1＝2V，令RL从0增至5KΩ，测量相应的IL及U2，绘制IL＝f(U2)曲线。RL(KΩ)IL(mA)U2(V)3、测量受控源CCVS的转移特性U2＝f(IS)及负载特性U2＝f(IL)实验线路如图7－9。IS为可调直流恒流源，RL为可调电阻箱。（1）固定RL＝2KΩ，调节直流恒流源输出电流IS，使其在0～0.8mA范围内取值，测量IS及相应的U2值，绘制U2＝f(IS)曲线，并由其线性部分求出转移电阻rm。测量值IS(mA)U2(V)实验计算值rm(KΩ)理论计算值rm(KΩ)RL(KΩ)U2(V)IL(mA)（2）保持IS＝0.3mA，令RL从1KΩ增至∞，测量U2及IL值，绘制负载特性曲线U2＝f(IL)。4．测量受控源CCCS的转移特性IL＝f(IS)及负载特性IL＝f(U2)实验线路如图7－10。（1）固定RL＝2KΩ，调节直流恒流源输出电流IS，使其在0～0.8mA范围内取值，测量IS及相应的IL值，绘制IL＝f(IS)曲线，并由其线性部分求出转移电流比α。测量值IS(mA)IL(mA)实验计算值α理论计算值αRL(KΩ)IL(mA)U2(V)（2）保持IS＝0.3mA，令RL从0增至4KΩ，测量IL及U2值，绘制负载特性曲线IL=f(U2)曲线。四、实验注意事项1．实验中，注意运放的输出端不能与地短接，输入电压不得超过10V。2．在用恒流源供电的实验中，不要使恒流源负载开路。五、实验报告1．对有关的预习思考题作必要的回答。2．根据实验数据，在方格纸上分别绘出四种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。3．对实验的结果作出合理地分析和结论，总结对四类受控源的认识和理解。4．心得体会及其它。注：不同类型的受控源可以进行级联以形成等效的另一类型的受控源。如受控源CCVS与VCCS进行适当的联接可组成CCCS或VCVS。如图7－11及图7－12所示，为由CCVS及VCCS级联后组成的CCCS及VCCS电路联接图。