2024年《實驗報告》受控源

大連東軟信息學(xué)院學(xué)生試驗匯報課程名稱：_電路分析_________專業(yè)班級：_微電子14001班_姓名：___劉盛意_,殷俊_______學(xué)號：_，_____--年第2學(xué)期試驗匯報注意事項1.課前必須認(rèn)真預(yù)習(xí)試驗，認(rèn)真書寫預(yù)習(xí)匯報，理解試驗環(huán)節(jié)，未預(yù)習(xí)或預(yù)習(xí)達(dá)不到規(guī)定的學(xué)生不準(zhǔn)參與試驗；2.試驗完畢，必須將成果交試驗指導(dǎo)教師進(jìn)行檢查，并將計算機(jī)正常關(guān)機(jī)、將儀器設(shè)備、用品及椅子等整頓好，方可離開試驗室；3.按照試驗規(guī)定書寫試驗匯報，條理清晰，數(shù)據(jù)精確；4.當(dāng)試驗匯報寫錯後，不能撕毀，請在相連的試驗匯報紙上重寫；5.試驗匯報嚴(yán)禁抄襲，如發(fā)現(xiàn)抄襲試驗匯報的狀況，則抄襲者與被抄襲者該次試驗以0分計；6.無端缺試驗者，按學(xué)院學(xué)籍管理制度進(jìn)行處理；7.課程結(jié)束後試驗匯報冊上交試驗指導(dǎo)教師，并進(jìn)行考核與存檔。

試驗項目(受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的試驗)—預(yù)習(xí)匯報項目名稱試驗一受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的試驗試驗?zāi)康募耙?guī)定l.學(xué)習(xí)使用基本電學(xué)儀器及線路連接措施。2.掌握測量電學(xué)元件伏安特性曲線的基本措施及一種消除線路誤差的措施。3.學(xué)習(xí)根據(jù)儀表等級對的記錄有效數(shù)字及計算儀表誤差。100mA量程，0.5級電流表最大容許誤差，應(yīng)讀到小數(shù)點後1位，如42.3(mA)3V量程，0.5級電壓表最大容許誤差，應(yīng)讀到小數(shù)點後2位，如2.36(V)4．理解用運(yùn)算放大器構(gòu)成四種類型受控源的線路原理。5．測試受控源轉(zhuǎn)移特性及負(fù)載特性。試驗內(nèi)容及原理1、運(yùn)算放大器（簡稱運(yùn)放）的電路符號及其等效電路如圖A所示。運(yùn)算放大器是一種有源三端器件，它有兩個輸入端和一種輸出端，若信號從“+”端輸入，則輸出信號與輸入信號相位相似，故稱為同相輸入端，若信號從“-”端輸入，則輸出信號與輸入信號相位相反，故稱為反相輸入端。運(yùn)算放大器的輸出電壓為：UO=AO（UP-Un）其中AO是運(yùn)放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)，在理想狀況下，AO與運(yùn)放的輸入電阻R1均為無窮大，因此有UP=UniP=UP/RiP=0in=Un/Rin這闡明理想運(yùn)放具有下列三大特性:（1）運(yùn)放的“+”端與“-”端電位相等，一般稱為“虛短路”。（2）運(yùn)放輸入端電流為零，即其輸入電阻為無窮大。（3）運(yùn)放的輸出電阻為零。以上三個重要的性質(zhì)是分析所有具有運(yùn)放網(wǎng)絡(luò)的重要根據(jù)，要使運(yùn)放工作，還須接有正、負(fù)直流工作電源（稱雙電源），有的運(yùn)放也可用單電源工作。2、理想運(yùn)放的電路模型是一種電壓控制電壓源（即VCVS），如圖A（b）所示，在它的外部接入一種不一樣的電路元件，可構(gòu)成四種基本受控源電路，以實現(xiàn)對輸入信號的多種模擬運(yùn)算或模擬變換。3、所謂受控源，是指其電源的輸出電壓或電流是受電路另一支路的電壓或電流所控制的。當(dāng)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(jù)控制變量與輸出變量的不一樣可分為四類受控源：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B所示。理想受控源的控制支路中只有一種獨立變量（電壓或電流），另一種變量為零，即從輸入口看理想受控源或是短路（即輸入電阻Ri=0，因而Ui=0）或是開路（即輸入電導(dǎo)Gi=0，因而輸入電流I1=0），從輸出口看，理想受控源或是一種理想電壓源或是一種理想電流源。4、受控源的出端與受控端的關(guān)系稱為轉(zhuǎn)移函數(shù)四種受控源轉(zhuǎn)移函數(shù)參量的定義如下：（1）壓控電壓源（VCVS）U2=f（U1）U=U2/U1稱為轉(zhuǎn)移電壓比（或電壓增益）。（2）壓控電流源（VCCS）I2=f（U1）gm=I2/U1稱為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)。（3）流控電壓源（CCVS）U2=f（I1）rm=U2/I1稱為轉(zhuǎn)移電阻。（4）流控電流源（CCCS）I2=f（I1）a=I2/I1稱為轉(zhuǎn)移電流比（或電流增益）。5、用運(yùn)放構(gòu)成四種類型基本受控源的線路原理分析（1）壓控電壓源（VCVS）如圖C所示由于運(yùn)放的虛短路特性，有UP=Un=U1i2=Un/R2=U1/R2又因運(yùn)放內(nèi)阻為∞有i1=i2因此U2=i1R1+i2R2=i2（R1+R2）=U1/R2（R1+R2）=（1+R1/R2）U1即運(yùn)放的輸出電壓U2只受輸入電壓U1的控制與負(fù)載RL大小無關(guān)，電路模型如圖B（a）所示轉(zhuǎn)移電壓比：μ=U2/U1=1+R1/R2μ為無量綱，又稱為電壓放大系數(shù)。（2）壓控電流源（VCCS），如圖D所示，即成為壓控電流源VCCS。此時，運(yùn)放的輸出電流IL=iR=Un/R=UI/R即運(yùn)放的輸出電流iL只受輸入電壓UI的控制，與負(fù)載RL大小無關(guān)。電路模型如圖B（b）所示。轉(zhuǎn)移電導(dǎo)gm=iL/UI=I/R（S）這裏的輸入、輸出無公共接地點，這種聯(lián)接方式稱為浮地聯(lián)接。（3）流控電壓源（CCVS），如圖E所示。由于運(yùn)放的“+”端接地，因此UP=0，“-”端電壓Un也為零，此時運(yùn)放的“-”端稱為虛地點。顯然，流過電租R的電流iI，就等于網(wǎng)絡(luò)的輸入電流is。此時，運(yùn)放的輸出電壓U2=-i1R=isR，即輸出電壓U2只受輸入電流is控制，與負(fù)載RL大小無關(guān)，電路模型如圖B（c）所示。移轉(zhuǎn)電阻rm=U2/is=-R（Ω）此電路為共地聯(lián)接。（4）流控電流源（CCCS），如圖F所示。Ua=-i2R2=-i1R1iL=i1+i2=i1+R1/R2×i1=（1+R1/R2）is即輸出電流iL只受輸入電流is的控制，與負(fù)載RL大小無關(guān)。電路模型如圖B（d）所示。轉(zhuǎn)移電流比a=iL/is=（1+R1/R2）a為無量綱，又稱為電流放大系數(shù)。此電路為浮地聯(lián)接。預(yù)習(xí)過程中的疑問研究線性受控源電路的目的及意義？四個受控源都是什么？3．受控源和獨立源相比有何異同點？比較四種受控源的代號、電路模型、控制量與被控量的關(guān)系。4.根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，分別繪出四種受控源的轉(zhuǎn)移特性和負(fù)載特性曲線，并求出對應(yīng)的轉(zhuǎn)移參量。5.怎樣由兩個基本的CCVS和VCCS獲得其他兩個CCCS和VCVS，它們的輸入輸出怎樣連接？試驗項目(受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的試驗)—試驗匯報項目名稱受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的試驗指導(dǎo)教師山丹試驗室A3-202試驗曰期分組狀況殷俊，劉盛意成績試驗環(huán)節(jié)（算法、代碼、措施）1、測量受控源VCCS的轉(zhuǎn)移特性IL=f（U1）及負(fù)載特性IL=f（U2）。試驗線路如圖G（1）固定RL=2K，調(diào)整直流穩(wěn)壓電源輸出電壓U1，使其中0-5V范圍內(nèi)取值。測量U1及對應(yīng)的IL，繪制IL=f（U1）曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電導(dǎo)gm。2、測量受控源CCVS的轉(zhuǎn)移特性U2=f（IS）及負(fù)載特性U2=f（IL）試驗線路如圖H，IS為可調(diào)直流恒流源，RL為可調(diào)電阻。（1）固定RL=2KΩ，調(diào)整直流恒流源輸出電流IS，使其在0-0.8mA范圍內(nèi)取值，測量IS及對應(yīng)的U2值，繪制U2=f（IS）曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電阻rm。（2）保持IS=0.3mA，令RL從1KΩ增至∞，測量U2及IL值，繪制負(fù)載特性曲線U2=f（IL）。3、根據(jù)不一樣類型的受控源可以進(jìn)行級聯(lián)以形成等效的另一類型的受控源，如受控源CCVS與VCCS進(jìn)行合適的聯(lián)接構(gòu)成CCCS或VCVS。如圖Q所示，CCVS與VCCS構(gòu)成CCCS。（1）固定RL=2K，調(diào)整直流恒流源輸出電流IS，使其在0-0.8mA范圍內(nèi)取值，自擬表格、填表測IS及相對應(yīng)的IL值，繪制IL=f（IS）曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電流比a。（2）保持IS=0.3mA，令RL從0增至4KΩ，測量IL及U2值。繪制負(fù)載特性曲線IL=f（U2）曲線，自擬表格填表。4、將CCVS與VCCS構(gòu)成VCVS，如圖R所示。（1）固定RL=2KΩ，調(diào)整直流穩(wěn)壓電源輸出電壓U1，使其在0-6V范圍內(nèi)取值（自擬表格填表），測量U1及對應(yīng)的U2值，繪制U2=f（U1）曲線，并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電壓比μ。（2）保持U1=2V，令RL阻值從1KΩ增至∞，測量U2及IL，繪制U2=f（IL）曲線。（自擬表格填表）。試驗成果（結(jié)論及分析）成果及分析：受控電壓源，受控電流源的大小只與控制它的電路有關(guān)，與電路的其他部分無關(guān)。個人感想：在做試驗前,一定要