《实验报告》受控源

大连东软信息学院学生实验报告课程名称：_电路分析_________专业班级：_微电子14001班_姓名：___刘盛意_,殷俊_______学号：_14160600105，14160600119_____2014--2015学年第2学期实验报告注意事项1.课前必须认真预习实验，认真书写预习报告，了解实验步骤，未预习或预习达不到要求的学生不准参加实验；2.实验完毕，必须将结果交实验指导教师进行检查，并将计算机正常关机、将仪器设备、用具及椅子等整理好，方可离开实验室；3.按照实验要求书写实验报告，条理清晰，数据准确；4.当实验报告写错后，不能撕毁，请在相连的实验报告纸上重写；5.实验报告严禁抄袭，如发现抄袭实验报告的情况，则抄袭者与被抄袭者该次实验以0分计；6.无故缺实验者，按学院学籍管理制度进行处理；7.课程结束后实验报告册上交实验指导教师，并进行考核与存档。实验项目(受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验)—预习报告项目名称实验一受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验实验目的及要求l.学习使用基本电学仪器及线路连接方法。2.掌握测量电学元件伏安特性曲线的基本方法及一种消除线路误差的方法。3.学习根据仪表等级正确记录有效数字及计算仪表误差。100mA量程，0.5级电流表最大允许误差mA5.0%5.0mA100mx，应读到小数点后1位，如42.3(mA)3V量程，0.5级电压表最大允许误差V015.0%5.0V3mV，应读到小数点后2位，如2.36(V)4．了解用运算放大器组成四种类型受控源的线路原理。5．测试受控源转移特性及负载特性。实验内容及原理1、运算放大器（简称运放）的电路符号及其等效电路如图A所示。运算放大器是一个有源三端器件，它有两个输入端和一个输出端，若信号从“+”端输入，则输出信号与输入信号相位相同，故称为同相输入端，若信号从“-”端输入，则输出信号与输入信号相位相反，故称为反相输入端。运算放大器的输出电压为：UO=AO（UP-Un）其中AO是运放的开环电压放大倍数，在理想情况下，AO与运放的输入电阻R1均为无穷大，因此有UP=UniP=UP/RiP=0in=Un/Rin=0这说明理想运放具有下列三大特征:（1）运放的“+”端与“-”端电位相等，通常称为“虚短路”。（2）运放输入端电流为零，即其输入电阻为无穷大。（3）运放的输出电阻为零。以上三个重要的性质是分析所有具有运放网络的重要依据，要使运放工作，还须接有正、负直流工作电源（称双电源），有的运放也可用单电源工作。2、理想运放的电路模型是一个电压控制电压源（即VCVS），如图A（b）所示，在它的外部接入一个不同的电路元件，可构成四种基本受控源电路，以实现对输入信号的各种模拟运算或模拟变换。3、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B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Ui=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。4、受控源的出端与受控端的关系称为转移函数四种受控源转移函数参量的定义如下：（1）压控电压源（VCVS）U2=f（U1）U=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）a=I2/I1称为转移电流比（或电流增益）。5、用运放构成四种类型基本受控源的线路原理分析（1）压控电压源（VCVS）如图C所示由于运放的虚短路特性，有UP=Un=U1i2=Un/R2=U1/R2又因运放内阻为∞有i1=i2因此U2=i1R1+i2R2=i2（R1+R2）=U1/R2（R1+R2）=（1+R1/R2）U1即运放的输出电压U2只受输入电压U1的控制与负载RL大小无关，电路模型如图B（a）所示转移电压比：μ=U2/U1=1+R1/R2μ为无量纲，又称为电压放大系数。（2）压控电流源（VCCS），如图D所示，即成为压控电流源VCCS。此时，运放的输出电流IL=iR=Un/R=UI/R即运放的输出电流iL只受输入电压UI的控制，与负载RL大小无关。电路模型如图B（b）所示。转移电导gm=iL/UI=I/R（S）这里的输入、输出无公共接地点，这种联接方式称为浮地联接。（3）流控电压源（CCVS），如图E所示。由于运放的“+”端接地，所以UP=0，“-”端电压Un也为零，此时运放的“-”端称为虚地点。显然，流过电租R的电流iI，就等于网络的输入电流is。此时，运放的输出电压U2=-i1R=isR，即输出电压U2只受输入电流is控制，与负载RL大小无关，电路模型如图B（c）所示。移转电阻rm=U2/is=-R（Ω）此电路为共地联接。（4）流控电流源（CCCS），如图F所示。Ua=-i2R2=-i1R1iL=i1+i2=i1+R1/R2×i1=（1+R1/R2）is即输出电流iL只受输入电流is的控制，与负载RL大小无关。电路模型如图B（d）所示。转移电流比a=iL/is=（1+R1/R2）a为无量纲，又称为电流放大系数。此电路为浮地联接。预习过程中的疑问1．研究线性受控源电路的目的及意义？2．四个受控源都是什么？3．受控源和独立源相比有何异同点？比较四种受控源的代号、电路模型、控制量与被控量的关系。4.根据实验数据，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。5.如何由两个基本的CCVS和VCCS获得其它两个CCCS和VCVS，它们的输入输出如何连接？实验项目(受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验)—实验报告项目名称受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验指导教师山丹实验室A3-202实验日期分组情况殷俊，刘盛意成绩实验步骤（算法、1、测量受控源VCCS的转移特性IL=f（U1）及负载特性IL=f（U2）。代码、方法）实验线路如图G（1）固定RL=2K，调节直流稳压电源输出电压U1，使其中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、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H，IS为可调直流恒流源，RL为可调电阻。（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。（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）。3、根据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进行适当的联接组成CCCS或VCVS。如图Q所示，CCVS与VCCS组成CCCS。（1）固定RL=2K，调节直流恒流源输出电流IS，使其在0-0.8mA范围内取值，自拟表格、填表测IS及相对应的IL值，绘制IL=f（IS）曲线，并由其线性部分求出转移电流比a。（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，自拟表格填表。4、将CCVS与VCCS组成VCVS，如图R所示。（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（自拟表格填表），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。（自拟表格填表）。实验结果（结论及分析）结果及分析：受控电压源，受控电流源的大小只与控制它的电路有关，与电路的其他部分无关。个人感想：在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在老师讲解时就会听不懂,这将使你在做实验时的难度加大,浪费做实验的宝贵时间.做实验要提前预习，实验时出了一些问题，最致命的错误是把电流表并联在电路里了。我只能重新连接电路，再次记录数据，导致时间很紧张。说了这么多，也都是我对这次实验的所感所得。最后一句话：感谢老师对我们实验错误的纠正和对我们实验的指导帮助，谢谢！教师评语