計科1403班覃舒婕
1、實驗題目
受控源的研究
2、實驗摘要(關鍵資訊)
1、受控源的種類
2、用運算放大器組成受控源,運算放大器晶元型號是ua741,有四種結構,在麵包板上搭接電壓控制電壓源和電壓控制電流源。
3、測試電壓控制電壓源(vcvs)特性
4、測試電壓控制電流源(vccs)特性
3、實驗環境(儀器用品等)
1)數字萬用表
4)it8302 直流穩壓電源
5)電腦multisim 13.0(畫電路圖)
6)麵包板
7)μa741整合運算放大器
8)410cd w103
9)電阻、導線、鑷子
4、實驗原理和實驗電路
理想運放的電路模型是乙個受控源——電壓控制電壓源(即vcvs),如圖5-1所示,在它外部接入不同的電路元件,可構成四種基本受控源電路,以實現對輸入訊號的各種模擬運算或模擬變換。
所謂受控源:是指其電源的輸出電壓或輸出電流是受電路的另一支路的電壓或電流所控制的。當受控源的電壓(或電流)與控制支路的電壓(或電流)成正比時,則該受控源為線性的。
根據控制變數與輸出變數的不同可以分為四類受控源:即電壓控制電壓源(vcvs)、電壓控制電流源(vccs)、電流控制電壓源(ccvs)、電流控制電流源(cccs)。電路符號如圖5-2所示。
理想受控源的控制支路中只有乙個獨立變數(電壓或電流),另一變數為零,即從輸入口看理想受控源或是短路(即輸入電阻,因而)或是開路(即輸入電導,因而輸入電流),從輸出口看,理想受控源或是乙個理想電壓源,或是乙個理想電流源。
圖 5-2
受控源的控制端與受控端的關係稱為轉移函式
四種受控源轉移函式參量的定義如下;
壓控電壓源(vcvs)
稱為轉移電壓比。
壓控電流源(vccs)
稱為轉移電導
流控電壓源(ccvs)
稱為轉移電阻
流控電流源(cccs)
稱為轉移電流比
以下是用運放構成本實驗兩種型別基本受控源的線路原理分析
壓控電壓源(vcvs) 如圖5-3所示
由於運放的虛短路特性,有
圖 5-3
又因為運放內阻為無窮,有
因此即運放的輸出電壓只受輸入電壓的控制與負載的大小無關。
轉移電壓比
為無量綱數,又稱為電壓放大係數。
這裡的輸入、輸出有公共接地點,這種聯接方式稱為共地聯接。
壓控電流源(vccs) 將圖5-3中的看成乙個負載電阻,如圖5-4所示,即成為壓控電流源(vccs)。
圖5-4
此時,運放的輸出電流
即運放的輸出電流只受輸入電壓的控制,與負載電阻無關。
轉移電導
這裡的輸入、輸出無公共接地點,這種聯接方式稱為浮地聯接。
5、實驗步驟和資料記錄及分析
(一)判斷μa741整合運算放大器是否可用:
按照電路圖在麵包板上搭建電路,用萬用表分別測量和:
|—|的值小於0.4,μa741整合運算放大器的誤差在允許範圍內,可以使用。
● 轉移特性:在麵包板上搭接好電路,調節直流穩壓電源輸出電壓,使其在0.3-6v範圍內取值,測量相應的即輸出電流的值
由資料分析可得: =3:1,即受控源受控埠電流受到控制埠電壓的控制,二者之間存在著某種函式關係: =μ
● 負載特性:在麵包板上搭接好電路,調節直流穩壓電源輸出電壓,使其定為2.5v範圍內取值,調節r5在200~10000取值,測量相應的即輸出電流的值
r3的改變不影響的值
實驗資料結果表明電壓源的值不會被外電路改變,它是獨立存在的。
(3)電壓控制電流源
● 轉移特性:在麵包板上搭接好電路,調節直流穩壓電源輸出電壓,使其在0.3-6v範圍內取值,測量相應的即輸出電流的值
u輸入和為1:1關係
受控源受控埠電流受到控制埠電壓的控制,二者之間存在著某種函式關係=γu輸入
● 負載特性:在麵包板上搭接好電路,調節直流穩壓電源輸出電壓,使其定為2.5v範圍內取值,調節r5在200~10000取值,記下輸出電流u2即輸出電流的值。
r3的改變不影響的值
實驗資料結果表明電流源的值不會被外電路改變,它是獨立存在的。
1.剛開始把地線和-12v的線接反了,所以做實驗時一定要看清楚才去接電路。
2.在做第二個實驗的時候調節變位器旋鈕阻值卻沒有變化,糾結了很久,後來換了乙個變位器才有了變化。所以在做實驗之前應該檢測一下元器件是否能夠正常工作,避免造成不必要的麻煩。
3.測量電阻應該斷電斷路,不然阻值會不準確。在測量電阻時可以利用萬用表的夾子,這樣可以減少操作帶來的誤差。
7、實驗總結
本次實驗了解了受控源,受控源是電子器件抽象而來的一種模型,它是表明電子器件內部發生的物理現象的一種模型,用以表明電子器件的「互引數」或電壓、電流「轉移」的一種方式。它起著線性放大器的作用。實驗內容比較簡單,但原理比較難理解,四個實驗數量比較多,步驟比較繁瑣,需要耐心和細心。
這次實驗鞏固了上次實驗學的東西,認識的東西又多了一點,下次繼續加油。
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