受控源特性的研究

受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验研究一、实验目的1.进一步熟悉实验台的布局及直流电压源、直流电压表电流表的使用方法。2．通过测试受控源的外特性及其转移参数，进一步理解受控源的物理概念，加深对受控源的认识和理解。3.进一步学会用电流插头、插座测量各支路电流。二、实验原理1．受控源是四端器件，或称为双口元件。它有一对输入端（U1、I1）和一对输出端（U2、I2）。输入端可以控制输出端电压或电流的大小。施加于输入端的控制量可以是电压或电流，因而有两种受控电压源（即电压控制电压源VCVS和电流控制电压源CCVS）和两种受控电流源（即电压控制电流源VCCS和电流控制电流源CCCS）。2.当受控源的输出电压（或电流）与控制支路的电压（或电流）成正比变化时，则称该受控源是线性的。3.受控源的控制端与受控端的关系式称为转移函数。四种受控源的转移函数参量的定义如下：(1)压控电压源(VCVS)：U2＝f(U1)，μ＝U2/U1称为转移电压比（或电压增益）。(2)压控电流源(VCCS)：I2＝f(U1)，gm＝I2/U1称为转移电导。(3)流控电压源(CCVS)：U2＝f(I1)，rm＝U2/I1称为转移电阻。(4)流控电流源(CCCS)：I2＝f(I1)，α＝I2/I1称为转移电流比（或电流增益）。三、实验电路四、实验仪器序号名称型号与规格数量备注1直流稳压电源0-30V可调1DG042可调直流恒流源0-500mA1DG043直流数字毫安表0-200mV1D314直流数字电压表0-200V1D315可调电阻箱0-99999.9Ω1DG056实验线路1DG04五、实验内容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(a)(1)不接电流表，固定RL＝2KΩ，调节稳压电源输出电压U1，测量U1及相应的U2值，记入表4-1在方格纸上绘出电压转移特性曲线U2＝f(U1)，并在其线性部分求出转移电压比μ。U1（v）0123456μU2（v）00.51.01.52.02.53.00.5(2)接入电流表，保持U1＝2V，调节RL可变电阻箱的阻值，测U2及IL，绘制负载特性曲线U2＝f(IL)。记入表4-2表4-2R（Ω）5070100300400500∞U2（v）1.01.01.0...........IL（mA）20.014.310.03.32.52.002.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(b)。(1)固定RL＝2KΩ，调节稳压电源的输出电压U1，测出相应的IL值，绘制IL＝f(U1)曲线，并由其线性部分求出转移电导gm。记入表4-3表4-3U1（v）0．10.51.02.03.03.53.7gmIL（mA）-0.15-0.75-1.48-3.1-4.52-5.52-5.56-1.52)保持U1＝2V，令RL从大到小变化，测出相应的IL及U2，绘制IL＝f(U2)曲线。记入表4-4表4-4R（Ω）5020108765U2（v）-150.0-60.0-30.0-24.0-21.0-18.0-15.0IL（mA）-3.0.................3.测量受控源CCVS的转移特性U2＝f(I1)与负载特性U2＝f(IL)，实验线路如图(c)。(1)固定RL＝2KΩ，调节恒流源的输出电流Is，按下表所列Is值，测出U2，绘制U2＝f(I1)曲线，并由其线性部分求出转移电阻rm。记入表4-5表4-5I1（mA）0.11.03.05.07.08.09.09.5rmU2（v）0.11.03.05.07.08.09.09.51(2)保持Is＝2mA，按下表所列RL值，测出U2及IL，绘制负载特性曲线U2＝f(IL)。记入表4-6表4-6RL（KΩ）0.51246810U2（v）0.002...2...2...2.2.2.2IL（mA）0.0040.0020.0010.00050.000330.000250.000204.测量受控源CCCS的转移特性IL＝f(I1)及负载特性IL＝f(U2)，实验线路如图(d)。(1)参见3(1)测出IL，绘制IL＝f(I1)曲线，并由其线性部分求出转移电流比α。记入表4-7表4-7I1（mA）0．10.20.511.522.2αIL（mA）-0.1-0.2-0.499-0.998-1.497-2-2.2-1(2)保持Is＝1mA，令RL为下表所列值，测出IL，绘制IL＝f(U2)曲线。记入表4-8表4-8RL（KΩ）00.10.512510U2（v）-1-0.09999-0.49997-0.99999-2-4.996-9.986IL（mA）-1-1-1-1-1-1-0.998六、实验注意事项1.每次组装线路，必须事先断开供电电源，但不必关闭电源总开关。2.用恒流源供电的实验中，不要使恒流源的负载开路。七、实验报告要求1.实验目的;2．实验原理;3.实验仪器;4．实验电路;5．实验内容及实验步骤、实验数据;6．用实验结果验证理论的正确性：1）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。2）对实验的结果作出合理的分析和结论，总结对四种受控源的认识和理解。7．实验心得体会及其他。