试验三受控源特性的研究
实验三受控源特性的研究
实验三受控源特性的研究一、实验目的(1)通过测试受控源的控制特性和负载特性,加深对受控源特性的认识;(2)通过实验初步掌握含有受控源线性网络的分析方法;(3)掌握直流稳压源正、负电源(±Ucc)的供电方式。
二、实验仪器三、实验原理受控源是一种非独立电源,这种电源的电压或电流是电路中其他部分的电压或电流的函数,或者说它的电压或电流受到电路中其他部分的电压或电流的控制。
根据控制量和受控量的不同组合,受控源可分为电压控制电压源(VCVS)、电流控制电压源(CCVS)、电压控制电流源(VCCS)和电流控制电流源(CCCS)四种。
如图:(a)电压控制电压源(VCVS)(b)电压控制电流源(VCCS)(c)电流控制电压源(CCVS)(d)电流控制电流源(CCCS)图1-3-1 受控源的类型实际的受控源,控制量与被控制量之间不是线性关系,它们可用一条曲线来表示。
通常,曲线在某一范围内比较接近直线,即在直线范围内,受控量的大小与控制量称正比,其斜率(如图1-3-1中的μ,g,γ,β)为常数。
若超过直线范围就不能保持这一关系了。
四、实验内容1.电压控制电压源(VCVS)双路直流稳压源±12V电源的供电方式:1)控制特性U o=f (U i) 的测试测量电路如图1-3-4所示。
调节1kΩ电位器,按表1-3-3内容进行测量和计算,并求出放大器输入电压的线性工作范围。
图1-3-4 反相比例放大器的实验电路图表1-3-3 VCVS控制特性的测试Ui Uo超出反相比例放大器线性放大范围。
而数据(0.5,-2.4)、(2,-9.6)等,虽然与其他测量点斜率不一致,但其在误差范围之内,依然为有效数据。
由算得的斜率可知,输出电压与输入电压反相,且放大5倍。
(应该把线性范围标出,即测出转折点)图画否?2)负载特性U o=f (R L)|U i的测试首先调定VCVS输出电压U o = +5.00V,同时记录U i值;然后将10kΩ电位器作为负载R L接到22’端上。
受控源的研究实验报告(共8篇)
受控源的研究实验报告(共8篇)一、受控源实验报告1.实验目的:(1)了解受控源及其分类。
(2)掌握受控源的基本特性。
(3)熟悉受控源的应用,掌握对电路的控制和调节。
2.实验原理:(1)有源元件:由内部有源开关,将外部信号控制数值作用到元件内部,将外部电压和电流按照一定规律转换出所需要的电流或电压信号的元件。
(2)号源:一种利用内部控制变化而实现输出电流或者电压变化的元件。
(3)受控源:又称控制源,是指通过输入端的一个电压或者电流信号,从而在输出端产生一个文细变化的电压或者电流的元件。
3.实验内容:(1)使用电压控制型门级比例积分控制器控制直流电机。
4.实验步骤:(①)首先将电动机直接连接至电源,使其旋转。
(②)将直流电机的两端连接至多功能模拟器的输出端口上。
(③)给多功能模拟器添加电磁铁,在电压输入端加1V信号,在输出端得到0-10V 的输出信号,使得直流电机的转速可以随着输入信号的变化而产生变化。
(④)调节门电平、比例系数和积分时间常数进行控制测试,获得合适的反馈控制输出效果,调节输出以启动和停止直流电机。
(①)将恒温水槽连接至多功能模拟器的输出端口,将加热限制器和恒温电子元件加入电路之中。
(②)在恒温水槽的输出端口处添加一个电流传感器,在输入端口处添加一个电流信号,可以随着输出信号的变化对阻值进行改变,控制恒温状态的保持。
(③)调节比例系数,运用反馈控制来控制恒温水槽的温度,平衡电热输出与散热损失,保持温度恒定,测试温度误差及输出效果。
(①)连接一个热电偶传感器至比例温度控制器的输入端口,将输出端口连接至直流蒸汽弁中。
(②)使用比例温度控制器进行电压输入控制,通过调节锁定开关和门电平,实现温度的自动控制。
(③)根据设定的温度以及反馈信号的变化是否符合期望,对比输入电压变化和输出电压变化,校验温度控制的精度,更改控制样式并再次测试。
5.实验结果分析:(1)通过对直流电机进行控制测试,在门电平为5v,比例系数Kp=1.5、积分时间常数Ti=17s的条件下,获得了最佳的控制效果,可以使得机械运行速度真实反应于反馈电路参数呈正比的恒定控制反馈。
实验三 受控源特性的研究
实验三受控源特性的研究一、实验目的1.熟悉四种受控源的基本特性。
2.掌握受控源转移参数的测试方法。
二、实验原理受控源也是一种电源;它对外可提供电压或电流,但它与独立源不同:受控电压源的电压受其它支路的电流或电压的控制;受控电流源电流受其他支路的电流或电压控制,故受控源又称为非独立电源。
当受控源的电压和电流(称为受控量)与控制支路的电压或电流(称为控制量)成正比例变化时,受控源是线性的。
根据受控量与控制量的性质,受控源可分为四类种(如图3—1所示为四种共地受控源):图3—11.电流控制电流源CCCS;2.电压控制电流源VCCS;3.电压控制电压源VCVS;4.电流控制电压源CCVS。
受控源是从电子器件(电子管、晶体管、场效应管和运算放大器等)中抽象出来的一种模型,用来表征电子器件的电特性。
.由于电子器件的出现和广泛使用在现代电路理论中,受控源已经和电阻、电容、电感等元件一样,成为电路的基本元件。
受控源对外提供的能量,既非取自控制量又非受控源内部产生的,而是由电子器件所需的直流电源供给。
所以受控源实际上是一种能量转换装置,它能够将直流电能转换成与控制量性质相同的电能。
图3—1所示的四种理想受控源中,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。
换言之,从受控源的入口看,或者是短路(输入电阻Ri=0及输入电压Ui=0),或者是开路(输入电导G=0 及输入电流I=0)。
从受控源的出口看,或是一理想电流源或者是一理想电压源。
受控源的受控量与控制量之比称为转移函数。
四种受控源的转移函数分别用α、g m、µ、和r m表示。
它们的定义如下:1.CCCS:α=i2/i1转移电流比(电流增益)。
2.VCCS:g m=i2/u1转移电导。
3.VCVS:µ =u2/u1转移电压比(电压增益)。
4.CCVS:r m=u2/i1转移电阻。
受控源在线性条件下,有关线性定常双口网络的各种方程及其等效电路同样适用于含受控源的有源网络。
受控源的实验研究实验报告
受控源的实验研究实验报告一、实验目的受控源是一种具有特殊性质的电源,其输出电压或电流受到其他电路变量的控制。
本实验旨在深入研究受控源的特性,包括其伏安特性、转移特性以及在电路中的作用,通过实验加深对受控源概念的理解,掌握其使用方法,并提高电路分析和实验操作的能力。
二、实验原理1、受控源的分类电压控制电压源(VCVS):输出电压受输入电压控制,其转移电压比为常数。
电压控制电流源(VCCS):输出电流受输入电压控制,其转移电导为常数。
电流控制电压源(CCVS):输出电压受输入电流控制,其转移电阻为常数。
电流控制电流源(CCCS):输出电流受输入电流控制,其转移电流比为常数。
2、受控源的电路模型VCVS:用一个理想电压源和一个电阻串联表示。
VCCS:用一个理想电流源和一个电导并联表示。
CCVS:用一个理想电压源和一个电阻并联表示。
CCCS:用一个理想电流源和一个电阻串联表示。
3、受控源的伏安特性对于 VCVS,输出电压与输入电压成正比,即\(U_2 =\muU_1\),其中\(\mu\)为转移电压比。
对于 VCCS,输出电流与输入电压成正比,即\(I_2 = g U_1\),其中\(g\)为转移电导。
对于 CCVS,输出电压与输入电流成正比,即\(U_2 = r I_1\),其中\(r\)为转移电阻。
对于 CCCS,输出电流与输入电流成正比,即\(I_2 =\betaI_1\),其中\(\beta\)为转移电流比。
三、实验设备1、直流稳压电源2、直流数字电压表3、直流数字电流表4、电阻箱5、电位器6、实验电路板7、导线若干四、实验内容及步骤1、电压控制电压源(VCVS)特性的测试按图 1 连接电路,其中\(R_1\)为电位器,\(R_2\)为电阻箱。
调节\(R_1\),使输入电压\(U_1\)从 0 逐渐增加到 10V,每隔 1V 测量一次输出电压\(U_2\),记录数据。
根据测量数据绘制\(U_2 U_1\)特性曲线,计算转移电压比\(\mu\)。
受控源的实验研究实验报告
一、实验目的1. 理解受控源的基本概念和原理。
2. 掌握受控源的分类及其应用。
3. 通过实验,测试受控源的外特性及其转移参数。
4. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理受控源,又称非独立源,是指其电压或电流的量值受其他支路电压或电流控制的元件。
根据控制量的不同,受控源可分为以下四种类型:1. 电压控制电压源(VCVS):其输出电压U2受控制电压U1控制,关系式为U2 = kU1。
2. 电压控制电流源(VCCS):其输出电流I2受控制电压U1控制,关系式为I2 = kU1。
3. 电流控制电压源(CCVS):其输出电压U2受控制电流I1控制,关系式为U2 = kI1。
4. 电流控制电流源(CCCS):其输出电流I2受控制电流I1控制,关系式为I2 = kI1。
其中,k为转移参数,表示控制量与输出量之间的比例关系。
三、实验器材1. 电源:直流稳压电源2. 电阻:固定电阻、可变电阻3. 电压表、电流表4. 运算放大器5. 面包板6. 连接线四、实验步骤1. 搭建VCVS电路(1)将运算放大器连接成电压跟随器形式。
(2)将可变电阻R1接入控制支路,其两端分别连接到运算放大器的同相输入端和反相输入端。
(3)将固定电阻R2接入输出支路,其两端分别连接到运算放大器的输出端和地。
(4)调节R1的阻值,观察电压表和电流表的读数,记录数据。
2. 搭建VCCS电路(1)将运算放大器连接成电压跟随器形式。
(2)将可变电阻R1接入控制支路,其两端分别连接到运算放大器的同相输入端和反相输入端。
(3)将固定电阻R2接入输出支路,其两端分别连接到运算放大器的输出端和地。
(4)调节R1的阻值,观察电压表和电流表的读数,记录数据。
3. 搭建CCVS电路(1)将运算放大器连接成电压跟随器形式。
(2)将可变电阻R1接入控制支路,其两端分别连接到运算放大器的同相输入端和反相输入端。
(3)将固定电阻R2接入输出支路,其两端分别连接到运算放大器的输出端和地。
受控源特性实验报告
受控源特性实验报告受控源特性实验报告引言:受控源是电子电路中常见的元件之一,它能够产生稳定的电流或电压信号。
在本次实验中,我们将通过实验来探究受控源的特性及其应用。
通过实验数据的收集和分析,我们将深入了解受控源的工作原理和性能。
一、实验目的本次实验的主要目的是研究受控源的特性,并通过实验数据的收集和分析来验证理论知识。
具体的实验目标包括:1. 研究受控源的稳定性和精确性;2. 探究受控源的输出特性,如电流-电压关系、频率响应等;3. 分析受控源的应用场景,如信号发生器、电流源等。
二、实验原理受控源是一种能够控制电流或电压的电子元件。
它由一个控制端和一个输出端组成,通过控制端的输入信号来调整输出端的电流或电压。
受控源的工作原理基于反馈机制,通过反馈回路来保持输出信号的稳定性。
三、实验步骤1. 准备工作:检查实验设备和元件的连接,确保电路连接正确。
2. 测量电流-电压关系:通过改变输入端的电压信号,测量输出端的电流变化。
记录数据并绘制电流-电压曲线。
3. 测量频率响应:通过改变输入端的频率信号,测量输出端的响应情况。
记录数据并绘制频率响应曲线。
4. 分析实验数据:根据实验数据,分析受控源的特性和性能。
比较理论值和实际测量值之间的差异,并探究可能的原因。
5. 探究受控源的应用:根据实验结果,探究受控源在电子电路中的应用场景,如信号发生器、电流源等。
四、实验结果与分析通过实验数据的收集和分析,我们得到了受控源的电流-电压关系曲线和频率响应曲线。
与理论值进行比较后发现,实际测量值与理论值存在一定差异。
这可能是由于实验中的误差、仪器的精度等因素所致。
根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 受控源具有较好的稳定性和精确性,能够产生稳定的电流或电压信号。
2. 受控源的输出特性与输入信号有一定的关系,通过调整输入信号可以改变输出信号的幅值和频率。
3. 受控源在电子电路中具有广泛的应用场景,如信号发生器、电流源等。
受控源特性实验报告
一、实验目的1. 了解受控源的基本原理和分类。
2. 掌握受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的电路搭建方法。
3. 通过实验验证受控源的外特性及其转移参数。
4. 加深对受控源物理概念的理解,提高电路分析能力。
二、实验原理受控源是一种非独立源,其输出电压或电流受电路中其他部分的电压或电流控制。
根据控制量和被控制量的不同,受控源可以分为四种类型:电压控制电压源(VCVS)、电压控制电流源(VCCS)、电流控制电压源(CCVS)和电流控制电流源(CCCS)。
1. VCVS(电压控制电压源):其输出电压U0受输入电压U1控制,具有电压放大作用。
2. VCCS(电压控制电流源):其输出电流I0受输入电压U1控制,具有电流放大作用。
3. CCVS(电流控制电压源):其输出电压U0受输入电流I1控制,具有电压放大作用。
4. CCCS(电流控制电流源):其输出电流I0受输入电流I1控制,具有电流放大作用。
本实验采用运算放大器搭建VCVS和VCCS电路,通过测试电路的转移特性和负载特性,验证受控源的外特性。
三、实验器材1. 运算放大器芯片(uA741)1片2. 电源3个3. 导线若干4. 万用表1个5. 面包板1块6. 电位器1个7. 1000Ω电阻器2个四、实验步骤1. 搭建VCVS电路:(1)将运算放大器芯片接入面包板,将同相输入端接至电源正极,反相输入端接地。
(2)在反相输入端与地之间接入一个1000Ω电阻R1。
(3)在输出端接入一个电阻R2,用于测试负载特性。
2. 搭建VCCS电路:(1)将运算放大器芯片接入面包板,将同相输入端接地,反相输入端接至电源正极。
(2)在反相输入端与地之间接入一个1000Ω电阻R1。
(3)在输出端接入一个电阻R2,用于测试负载特性。
3. 测试VCVS电路:(1)调节电位器,改变输入电压U1,记录输出电压U0和对应的输入电压U1。
(2)根据实验数据绘制VCVS转移特性曲线。
受控源研究实验报告总结
受控源研究实验报告总结
受控源是一种能够产生控制电压或电流的电路元件,广泛应用于电子系统中。
本次实验旨在研究受控源的基本原理和特性,通过实验探究其在电路中的应用。
实验一:基础特性测试
在实验一中,我们对受控源的基础特性进行了测试。
通过改变输入电压,我们观察到了输出电压和电流的变化,发现受控源的输出特性受输入电压的控制。
实验二:受控源的应用
在实验二中,我们将受控源应用于电路中。
通过搭建实验电路并改变输入电压,我们观察到了输出电压和电流的变化,验证了受控源在电路中的应用。
实验三:温度特性测试
在实验三中,我们对受控源的温度特性进行了测试。
通过改变温度,我们观察到了输出电压和电流的变化,发现受控源的温度特性对输出电压有一定影响。
实验四:频率特性测试
在实验四中,我们对受控源的频率特性进行了测试。
通过改变频率,我们观察到了输出电压和电流的变化,发现受控源的频率特性对输
出电压有一定影响。
总结:
通过本次实验,我们深入了解了受控源的基本原理和特性,并在电路中应用了受控源,验证了其在电路中的应用。
同时,我们也测试了受控源的温度特性和频率特性,为今后的应用提供了参考。
在实验过程中,我们发现了一些问题,如实验设备的精度问题、电路连接的松动等,这些问题对实验结果有一定影响,需要注意并及时解决。
通过本次实验,我们不仅掌握了实验技能,更重要的是培养了分析和解决问题的能力,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
受控源特性的研究
受控源特性的研究一、实验目的1、加深对受控源概念的理解;2、测试VCVS、VCCS或CCVS、CCCS加深受控源的受控特性及负载特性的认识。
二、原理及说明1、根据控制量与受控量电压或电流的不同,受控源有四种: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)。
其电路模型如图5-1所示。
2、四种受控源的转移函数参量的定义如下:(1) 电压控制电压源(VCVS),U2=f(U1),μ=U2/U1称为转移电压比(或电压增益)。
(2) 电压控制电流源(VCCS),I2=f(U1),gm=I2/U1称为转移电导。
(3) 电流控制电压源(CCVS),U2=f(I1),rm=U2/I1称为转移电阻。
(4) 电流控制电流源(CCCS),I2=f(I1),α=I2/I1称为转移电流比(或电流增益)。
三、实验设备电工实验装置:DG011 、DY04 、DY031 、DG053四、实验内容将DG011试验箱和DY04电源板的±12V偏置电压及地线接好。
1、受控源VCVS的转移特性U2=f(U1)及外特性U2=f(IL)(1)按图5-2接线,RL取2KΩ。
● 按表5-1调节稳压电源输出电压U 1,测量U 1及相应的U 2值,填入表5-1中。
● 绘制U 2=f (U 1)曲线,并由其线性部分求出转移电压比μ。
VCVS 表5-1(2)保持U 1=2V ,按表5-1调节R L 值,测量U 2及I L 值,填入表5-2中,并绘制U 2=f(I L )曲线。
VCVS 表5-22、受控源VCCS 的转移特性I L =f (U 1)及外特性I L =f (U 2) (1)按图5-3接线,R L 取2K Ω。
● 按表5-3调节稳压电源输出电压U 1,测量U 1及相应的I L 值,填入表5-3。
● 绘制I L = f (U 1)曲线,由其线性部分求出转移电导g m 。
受控源的研究实验报告
HUNAN UNIVERSITY课程实验报告题目:受控源的研究学生姓名:学生学号:专业班级:完成日期:一.实验内容1、受控源的种类;2、用运算放大器组成受控源,运算放大器芯片型号是uA741,有四种结构,在面包板上搭接电压控制电压源和电压控制电流源;3、测试电压控制电压源(VCVS)特性;4、测试电压控制电流源(VCCS)特性;二.实验原理受控源又称为非独立源。
一般来说,一条支路的电压或电流受本支路以外的其它因素控制时统称为受控源。
受控源由两条支路组成,其第一条支路是控制支路,呈开路或短路状态;第二条支路是受控支路,它是一个电压源或电流源,其电压或电流的量值受第一条支路电压或电流的控制。
三.实验目的1.了解受控源的基本原理以及受控源的分类;2.学会搭载VCVS电路和VCCS电路;3.学会如何证明某支路是电流源还是电压源;四.实验器材电源三个,运算放大器芯片一个,导线若干,万用表一个,面包板一个,电位器一个,1000?电阻器2个五.实验电路图VCVS无负载电路:VCVS有负载电路VCCS无负载(转移)电路VCCS负载电路六.实验数据七.1. 电压控制电压源(VCVS)转移电压比:由运算放大器的特性可知,运算放大器输出电压U0与输入电压U1直接的关系满足:U0/U1=μ,其中μ=1+R2/R1;由实验数据可得出μ约等于2,所以实验结论与实验原理相符合,这也证明了电路是受控的;2.VCVS 中的数据表明当电路电流变化时,电压并不发生变化,所以该受控源为理想压控电压源;3.VCCS的转移电导,g=1/R1=0.0001,而实验数据中I/U基本约等于0.0001,所以使用数据与实验原理想符合;4.VCCS的理想性判断:当电路中电阻变化时,在实验允许误差范围内电流并不发生非常大的变化,所以该VCCS是理想VCCS.八.实验注意事项实验时输入电压不宜过高,否则可能损坏运放器,同时注意电源不能短路。
受控源的实验研究实验报告
受控源的实验研究实验报告受控源的实验研究实验报告引言:在科学研究领域,实验是获取有关特定现象或理论验证的重要手段之一。
本实验旨在探究受控源的特性和应用,通过实验数据的收集和分析,揭示受控源在不同条件下的行为规律,并为相关领域的进一步研究提供参考。
实验设计:本实验采用了受控源的基本电路,包括电源、电阻、电容等元件。
通过改变电源电压、电阻阻值和电容容值等参数,观察受控源输出信号的变化情况。
实验过程中,我们使用了示波器和多用途测试仪等仪器设备,以确保实验数据的准确性和可靠性。
实验一:受控源的电流输出特性在实验一中,我们固定电源电压和电阻阻值,通过改变电容容值,观察受控源的电流输出特性。
实验结果显示,电容容值的增加导致电流输出的减小,反之亦然。
这表明受控源的电流输出与电容容值呈反比关系。
进一步分析发现,当电容容值较小时,电流输出的变化较为敏感,而当电容容值较大时,电流输出的变化相对较小。
实验二:受控源的电压输出特性在实验二中,我们固定电源电压和电容容值,通过改变电阻阻值,观察受控源的电压输出特性。
实验结果显示,电阻阻值的增加导致电压输出的增加,反之亦然。
这表明受控源的电压输出与电阻阻值呈正比关系。
进一步分析发现,当电阻阻值较小时,电压输出的变化较为敏感,而当电阻阻值较大时,电压输出的变化相对较小。
实验三:受控源的频率响应特性在实验三中,我们固定电源电压、电阻阻值和电容容值,通过改变输入信号的频率,观察受控源的频率响应特性。
实验结果显示,受控源的输出信号在不同频率下有不同的幅度和相位差。
随着频率的增加,输出信号的幅度逐渐减小,相位差也逐渐增大。
这表明受控源对于不同频率的输入信号有不同的响应能力。
实验四:受控源的应用实例在实验四中,我们将受控源应用于一个简单的电路中,以探究其在实际应用中的效果。
通过合理选择电源电压、电阻阻值和电容容值,我们成功实现了一个正弦波发生器。
实验结果显示,受控源能够稳定输出频率可调的正弦波信号,具有较好的波形质量和频率稳定性。
受控源的实验研究报告
受控源的实验研究报告实验题目:受控源的特性研究引言:受控源是一种能够提供可控电流或电压输出的电子元器件,广泛应用于电子电路的各种测试和模拟实验中。
本实验旨在研究受控源的特性,并通过实验数据验证其工作原理和性能参数。
实验装置:1. 受控源模块:使用商用的受控源模块,具有可调整的电流输出范围和稳定的输出精度。
2. 示波器:用于测量受控源输出的电流和电压波形。
3. 电阻箱:提供不同阻值的负载。
实验步骤:1. 接线:将受控源模块与电阻箱、示波器正确连接,并设置合适的工作模式。
2. 测量电流输出特性:将电阻箱接入受控源的负载端,并逐步调整受控源的输出电流。
记录示波器上电流波形,并测量其电流值。
3. 测量电压输出特性:将电阻箱接入受控源的负载端,并逐步调整受控源的输出电压。
记录示波器上电压波形,并测量其电压值。
4. 分析与讨论:根据实验数据绘制电流输出和电压输出的特性曲线,并计算受控源的输出误差和稳定性。
实验结果与讨论:1. 电流输出特性曲线:通过实验,我们得到了受控源的电流输出特性曲线。
曲线呈线性关系,符合预期的输出规律。
并且实验数据显示受控源的输出误差较小,稳定性较好。
2. 电压输出特性曲线:根据实验测量的数据,我们绘制了受控源的电压输出特性曲线。
曲线也呈线性关系,表明受控源可以提供稳定可靠的电压输出。
另外,我们还发现受控源的输出电压随负载阻值的变化而变化,这也符合电路理论中的欧姆定律。
结论:通过本次实验,我们验证了受控源的工作原理和特性参数。
实验结果表明,受控源能够提供稳定可控的电流和电压输出,并具有较小的误差和良好的稳定性。
这些特性使得受控源在电子电路实验和测试中具有广泛的应用前景。
三相电和受控源的实验报告
受控源及三相电路相序的测定一.四种受控源:(a)电压控制电压源(vcvs)(b) 电压控制电流源(vccs)(c) 电流控制电压源(ccvs)(d) 电流控制电流源(cccs)二.受控源的特征1.实验原理:受控源是用以描述电子器件中控制特征的一种电路的模型。
特点是输出端为电压源或者电流源的特征,而输出电压或电流的大小受输入端(控制端)的电压或电流的控制。
受控源的特征:控制特征和输入特征2.实验目的:(1)加深对受控源的理解;(2)熟悉受控源特征的测试方法;3.仿真:受控源特性实验电路仿真图vcvs:V146 V/VUDC 1e-009W0.444u A+-2U4DC 10M W184.000V+-U3DC 10M W 4.000V+-DC 1e-009W-0.184A+-3V24 V1R12kΩKey=A 50%4vccs :U1DC 1e-009W91.997A+-U2DC 1e-009W0.222u A+-U3DC 10M W2.000V+-U4DC 10M W-91.996k V +-V12 V1I146 MhoU23R12kΩKey=A 50%4ccvs:I14mAV146 ΩIDC 1e-009W-0.184m A+-DC 1e-009W 4.000m A+-U3DC 10M W4.000pV+-U4DC 10M W0.184V+-231R12kΩKey=A 50%40cccs:I14mAI246 A/AIR11kΩKey=A50%U1DC 10M W4.000pV+-U2DC 10M W-91.990V+-U3DC 1e-009W4.000m A+-U4DC 1e-009W0.184A+-2341三. 实验内容:vcvs 特征的测量电路cccs 特征的测量电路ccvs 特征的测量电路ccvs 特征的测量电路I11 A/AIR1I2 1 A12V1 12 VR12kV2 1 V/VU1 2R1I2 1 AV1 1I21⑴测量vcvs 的控制特征u 2=f(u 1)|R l =常数R l =1k Ω,调节可调电压源,在不同的电压u 1下,测量U 1,I 1,U 2,I 2的数值,计算μ=u 2/u 1测量vcvs 的输出特征u 2=f(i 2)|u 1=常数 维持u 1=4v,改变R l ,测u 2,i 2⑵测量cccs 的控制特征I 2=f(I 1)|R l =常数R l =500Ω,调节可调电流源,在不同的电压I 1下,测量U 1,I 1,U 2,I 2的数值,计算β=i 2/i 1测量vcvs 的输出特征u 2=f(i 2)|i 1=常数 维持I 1=4mA,改变R l ,测u 2,i 2⑶测量vccs 的控制特征I 2=f(u 1)|R l =常数R l =1k Ω,调节可调电流源,在不同的电压u1下,测量U 1,I 1,U 2,I 2的数值,计算g=i 2/u 1R1I11 A/AIV15 V1kHz 100 Hz AM21 0测量vcvs的输出特征u2=f(i2)|i1=常数维持u1=2v,改变R l,测u2,i2⑷测量ccvs的控制特征U2=f(i1)|R l=常数R l=1kΩ,调节可调电流源,在不同的电压i1下,测量U1,I1,U2,I2的数值,计算r=u2/i1测量vcvs的输出特征u2=f(i2)|i1=常数维持i1=4mA,改变R l,测u2,i2四.实验数据表格(1)VCVS控制特征测量数据U1(v) 4 3 2 0 -2 -3 -4I1(mA) 0 0 0 0 0 0 0U2(v) 7.99 5.99 4 0 -3.99 -6.01 -8.00 I2(mA) -8.08 -6.06 -4.04 0 4.04 6.07 8.082.02 2.02 2.02 2.02 2.03 2.02 μ=U2/U1vcvs输出特征测量数据R L(KΩ) 1 2 3 4 5U2(V) 8.01 8.01 8.01 8.01 8.01I2(mA) -8.09 -4.03 -2.68 -2.01 -1.65 (2)cccs的控制特征测量数据I1(m 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4A)U1(v)0 0 0 0 0 0 0 0 0I2(m A) -7.98-5.98-3.99-2.030 2.04 3.99 5.96 8.00U2(V ) 4.06 3.04 2.03 1.04 0 -1.04-2.02-3.03-4.07β=I2/ I1-1.995-1.993-1.995-2.03-2.04-1.995-1.987-2.0vcvs输出特征测量数据R L(Ω) 500 400 300 200 100U2(V) 4.06 3.25 2.43 1.63 0.82I2(mA) -7.98 -7.98 -7.98 -7.98 -7.98五.三相电路仿真分析1.实验原理:三相电路中负载的连结方法:星形接法和三角形接法(1)星形接法的负载电路:线电压是相电压的√3倍;线电流等于相电流(2)三角形接法的负载电路:线电压等于相电压;线电流是相电流的√3倍(3)三相交流电路有功功率的测量方法一般有三功率表法和二功率表法两种方法补充:三相交流电的原理与相序测定目前电能的生产、输送和分配,一般都采用对称三相制。
受控源特性的研究实验报告
受控源特性的研究实验报告摘要:本实验旨在深入研究受控源的特性,并通过实验验证相关理论。
我们实验室团队通过构建电路实验测试平台,成功地进行了一系列实验。
实验数据均符合预期,验证了受控源特性的理论真实性和可靠性。
1. 引言受控源是电路中使用最广泛的元器件之一,它具有无可比拟的功能特性和性能优势,广泛应用于各类电子设备中。
因此,对于受控源特性的深入研究和实验验证具有极重要的意义。
本实验将以常用的三种受控源(电压控制电压源、电流控制电压源、电流控制电流源)为研究对象,探究其内部结构和工作原理,并通过实验验证相关理论。
2. 实验原理2.1 受控源的内部结构受控源具有许多不同的内部结构,其中常用的是基于晶体管、场效应管等半导体元器件的结构。
以电流控制电流源为例,它的内部结构通常由一对相互耦合的晶体管构成,利用其集电极互反相连的特性实现电流控制,从而使得输出电流与输入电压成正比关系。
因此,其输出电流特性具有非常明显的线性特点,具有广泛的应用前景和潜力。
2.2 受控源的工作原理受控源的工作原理与其内部结构密切相关。
以电流控制电压源为例,其工作原理如下:通过控制电路给定的电流来确定输出电压,可利用实验平台给定电流的电流源引出该电流并输入到受控源中,通过调整受控源的电阻值来达到所需的输出电流。
同时,根据欧姆定律,输出电压与输出电流成正比关系,我们可以利用数据采集器记录输出电压和输出电流的关系,并绘制其变化曲线,得到输出电压与输入电流之间的关系,从而验证受控源的特性理论。
3. 实验方法3.1 设计实验电路图通过仿真分析,我们选取了三种常见的受控源并设计了相应的实验电路图。
其中,电压控制电压源采用晶体管结构;电流控制电压源采用单管双极接法;电流控制电流源采用单管共基极接法。
3.2 搭建实验测试平台我们利用Breadboard等工具搭建实验测试平台。
经过受控源、电阻、电流源等元器件的连接和调试,实验平台正常工作。
3.3 开始实验根据实验原理,我们先确定并设置实验参数,然后度量所需数据。
受控源的实验研究报告
受控源的实验研究报告实验研究报告:受控源引言:受控源是电路中常见的一种电压或电流源,通常用于实验中的测试与研究。
它可以通过控制电路中的元器件,使得电压或电流保持在指定的数值,提供所需的实验条件。
本实验旨在通过搭建一个受控源电路,并探究其特性与应用。
实验步骤:1. 首先,准备所需的器件和元件,包括一个稳压器、一个运放、两个电阻和一个电容。
将它们连接在一起组成一个受控源电路。
2. 根据实验要求,选择适当的电阻和电容数值,并将它们连接到电路中。
3. 连接电源和地线,同时接入电压表和电流表,以监测电路中的电压和电流。
4. 调节稳压器的输出电压,并利用运放将其放大,以生成所需的电压或电流信号。
5. 测试受控源电路的输出特性,包括电压范围、电流范围、输出稳定性等。
结果与讨论:通过实验,我们成功地搭建了一个受控源电路,并测试了其输出特性。
实验结果显示,受控源能够在所设置的电压或电流范围内稳定输出,并能够保持一定的输出稳定性。
我们还观察到,通过调节稳压器的输出电压,可以实现对受控源输出信号的调节与控制。
此外,受控源还可应用于许多实际场景中。
例如,它可以作为电子设备的测试工具,用于测试电路板的稳定性和性能。
它还可以作为电子电路中的信号源,提供所需的电压或电流信号。
在电子研发过程中,受控源也可用于模拟实际场景,以验证电路的可靠性和稳定性。
结论:通过本次实验,我们搭建了一个受控源电路,并测试了其输出特性。
实验结果表明,受控源能够在所设定的电压或电流范围内稳定输出,并具有一定的输出稳定性。
受控源广泛应用于电子领域中的测试与研究工作中,具有较高的实用价值和应用前景。
参考文献:[1] 受控源的基本概念与应用分析,xxx,xxx出版社,xxx年。
[2] A. Smith, "Controlled Source Circuits," Journal of Electrical Engineering, vol. 45, no. 2, pp. 123-134, 20xx.。
实验三受控源特性研究
实验三受控源特性的研究一、实验目的1.理解、掌握受控电源的特性。
2.了解用运算放大器组成受控源的基本原理。
3.测试受控电源的转移特性和负载特性。
二、实验仪器直流稳压电源直流稳流电源直流电压表直流电流表可调电阻箱受控源实验板三、动手实验预习要求1.复习受控电源的四种基本类型及其电路符号。
2.复习理想运算放大器。
3.预习实验教程中的有关内容。
四、 EWB仿真实验要求根据本次实验的内容,自行设计EWB仿真实验,绘制仿真电路,记录仿真结果,进行数据分析。
五、实验内容本次实验受控源均采用直流电源激励,对于其它电源激励,实验结果是一样的。
1.转移特性的测试在受控源的输入端接相应控制量的可调电源(0〈Us〈 5V;0〈Is〈 0.5mA 〉,输出端接固定电阻R L=2KΩ。
改变可调电源的输出,对每一种受控源分别测试三组控制量和受控量的数值,将测量值和计算值填入表格1中。
表 1受控源转移特性的测试u1 /Vu2 /VVCVSαu1 /Vi2 /mAVCCSg/Si1 /mAu2 /VCCVSr/Ωi1 /mAi2 /mACCCSβ1. 负载特性的测试以VCVS和CCCS为例进行测试。
(1) VCVS:如图1所示,保持VCVS的控制量U1不变,改变负载电阻R L:1K ~∞,测量U2及I2,绘制负载特性曲线U2=f(I2)。
(2) CCCS:如图2所示,保持CCCS的控制量I1不变,改变负载电阻R L:0 ~ 5K,测量U2及I2,绘制负载特性曲线I2=f(U2)。
图1 VCVS 转移特性的测试 图2 CCCS 转移特性的测试六、 设计性实验根据所测得的r 值,设计电路如图3所示。
改变Us =0~10V,测量若干组U 1、I 1值,画出U 1~I 1曲线。
求此含受控源一端口的等效电路及等效参数。
图3 实验电路七、 实验注意事项1. 换接线路前必须先断开供电电源。
2. 在用恒流源供电时,不要使恒流源负载开路。
3. 为了保证受控源工作在线性区,控制端所加电源数值不要太大(建议:Us 〈 5V ;Is〈 0.5mA )。
受控源特性的研究实验报告
受控源特性的研究实验报告受控源特性的研究实验报告引言:受控源是电子学领域中的一个重要概念,它是指一种能够产生可控电流或电压的电子元件。
通过对受控源的研究,我们可以更好地理解电子元件的特性,并为电路设计和工程应用提供指导。
本实验旨在探索受控源的特性,并通过实验数据分析验证理论模型的准确性。
实验一:受控源的基本原理在实验一中,我们使用了一台数字万用表和一台示波器来测量受控源的电流和电压。
我们首先连接了一个电阻和一个受控源,并通过改变受控源的控制电压,观察电流和电压的变化。
实验结果表明,受控源的输出电流和电压与控制电压之间存在线性关系,这符合受控源的基本原理。
实验二:受控源的非线性特性在实验二中,我们进一步研究了受控源的非线性特性。
我们使用了一个二极管和一个受控源,并通过改变受控源的控制电压来观察二极管的电流和电压变化。
实验结果显示,当控制电压超过一定阈值时,二极管的电流急剧增加,而电压则几乎不变。
这表明受控源在一定范围内具有非线性特性,需要注意在设计电路时的合理使用。
实验三:受控源的频率响应在实验三中,我们研究了受控源的频率响应。
我们使用了一个信号发生器和一个示波器,并通过改变信号发生器的频率来观察受控源的电流和电压变化。
实验结果显示,受控源的输出电流和电压随着频率的增加而逐渐减小,这是由于受控源的内部电容和电感导致的。
因此,在高频应用中,我们需要注意受控源的频率响应特性,以确保电路的稳定性和性能。
实验四:受控源的温度特性在实验四中,我们研究了受控源的温度特性。
我们使用了一个温度控制器和一个温度传感器,并通过改变温度控制器的设定温度来观察受控源的电流和电压变化。
实验结果显示,受控源的输出电流和电压随着温度的增加而逐渐减小,这是由于受控源内部材料的温度敏感性导致的。
因此,在高温环境中,我们需要注意受控源的温度特性,以确保电路的可靠性和性能。
结论:通过本次实验,我们对受控源的特性有了更深入的了解。
受控源的基本原理是通过控制电压来产生可控电流或电压,具有线性和非线性特性。
受控源的实验研究实验报告
用于调节电路中的电阻值,以便在不同负载条件下测试受控源的 性能。
测量仪器
1 2
万用表 用于测量电压、电流和电阻等电参数。
示波器 用于观察信号波形,分析受控源的输出特性。
3
频谱分析仪 用于测试信号的频率成分,分析受控源的频率特
性。
连接线与辅助材料
导线
用于连接设备和测试电 路,应选用低阻抗、低 电感的导线。
数据表格与图表
将处理后的数据整理成表格和图表形式,便于分析和可视化。
结果对比与分析
实验结果与理论值对比 将实验结果与理论值进行对比,分析误差来源和原因。
结果分析 对实验结果进行分析,探讨受控源的特性和规律,以及影 响受控源性能的因素。
结果讨论 根据分析结果,对受控源的应用前景和发展方向进行讨论。
受控源特性的理解与讨论
对未来研究的展望
深入研究受控源的机理
建议进一步深入研究受控源的工作机理,探索其在不同条件下的性能表现,为受控源的 优化设计提供理论支持。
拓展应用领用可能性,如新能源、智能制 造等。通过拓展应用领域,进一步发挥受控源的优势和潜力。
加强国际合作与交流
图表3
描述图表3的内容、用途和意义,展示实验数据之间的关系和变化趋势。
THANKS
感谢观看
对受控源应用的建议
推广应用
鉴于受控源在实验中表现出的优 异性能,建议在实际应用中进一 步推广使用受控源,以提高相关 系统的稳定性和效率。
定制化设计
针对不同应用场景的需求,建议 对受控源进行定制化设计,以更 好地满足实际应用中的特殊要求。
加强维护与保养
为了确保受控源的长期稳定运行, 建议定期对受控源进行维护和保 养,及时发现并解决潜在问题。
受控源特性的研究
ISቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
10mA 20mA 30mA 40mA 50mA
IL
实验注意事项
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。
在用恒流源供电的实验中,不要使恒流源 负载开路。
思考题?
试验中使用的受控源输出电压和电流都要 比输入量大许多倍,因而输出功率大于输 入功率,这些能量从何而来?
为什么称受控源为双口元件?
实验设备
序号
名称
1 可调直流稳 压源
2 可调恒流源
3
万用表
4 可调电阻箱
5 受控源实验 电路板
型号与规格 数量
0~30V
1
0~200mA 1
/
1
0~99999.9Ω 1
/
1
备注 DG04
DG04 /
DG09 DG06
实验内容一
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1。U1为可调 稳压电源,RL为可调 电阻箱。
而受控cccsccvs实验设备序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压源030v1dg0422可调恒流源可调恒流源0200ma0200ma11dg04dg043万用表14可调电阻箱0999999?1dg095受控源实验电路板1dg06实验内容一?测量受控源vcvs的转移特性u2fu1及负载特性u2fil实验线路如图1线路如图1
U1 1v 2v 3v 4v 5v 6v 7v U2
实验内容二
固定RL=2 KΩ,调节稳 压源输出电压U1,使 用在-2V~2V范围内取 值,测量对应的I 值。
U(v) -1.5 -0.3 -0.1 0 0.1 0.3 0.5 1 I(mA)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
4.回答思考题。
七、实验设备
1.双路可调直流稳压源一台
2.数字式万用表一块
实现CCVS的电路如图3—4(a)所示。因有
故得,
式中,
(a) (b)
图3—4
其等效电路如图3—4(b)所示为CCVS电路,且为“共地”连接。
4.CCCS
实现CCCS的电路如图3—5(a)所示
(a) (b)
图3—5
因有,
故有,
又有,
故有,
式中α= -[1+(RF/R3)]为电流放大系数,其等效电路如图3—5(b)所示,可见为CCCS电路。又因输出端与输入端无公共的“接地”点,故为“浮地”连接。
6.如何用双踪示波器观察“浮地”受控源的转移特性?
五、注意事项
1.运算放大器输出端不能与地短路,输入电流不能过大,应为几十到几百微安之间。
2.运算放大器应有电源( 15V)供电,其正负极性和管脚不能接错。
六、实验报告要求
1.简述实验原理,实验目的,画出各实验电路图,整理实验数据。
2.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数,分析误差原因。
实验三受控源特性的研究
一、实验目的
1.熟悉四种受控源的基本特性。
2.掌握受控源转移参数的测试方法。
二、实验原理
受控源也是一种电源;它对外可提供电压或电流,但它与独立源不同:受控电压源的电压受其它支路的电流或电压的控制;受控电流源电流受其他支路的电流或电压控制,故受控源又称为非独立电源。当受控源的电压和电流(称为受控量)与控制支路的电压或电流(称为控制量)成正比例变化时,受控源是线性的。根据受控量与控制量的性质,受控源可分为四类种(如图3—1所示为四种共地受控源):
图3—7
(1)零点漂移。按图3—7接线,当输入电压为零,RL=1KΩ时,测量u2。
(2)固定RL=1KΩ,调节电压源的输出电压,测量相应的u1和u2,计算出i2(注意参考方向),数据填入表3—4中。
表3—4
1
2
4
8
12
13
14
-1
-2
-4
-8
-12
-13
-14
(三).CCVS的转移特性u2=f(i1)的研究。
四、预习与思考题
1.复习有关受控源的知识,阅读实验原理和说明,熟悉实验中用到的仪器设备的使用方法。
2.受控源和独立源有何异同?
3.受控源的控制特性是否适合于交流信号?
4.如何由二个基本的CCVS和VCCS获得其它二个CCCS和VCVS,它们的输入和输出如何连接?
5.写出测量CCCS转移特性的实验步骤?
4.CCVS:rm=u2/i1转移电阻。
受控源在线性条件下,有关线性定常双口网络的各种方程及其等效电路同样适用于含受控源的有源网络。不同种类的受控源也可以象无源双口网络一样进行各种连结,其合成后等效受控源的参数也与无源双口网络一样进行计算,表1给出了四种理想受控源的各种参数矩阵以供参考。
以上介绍的是理想的受控源,我们实验室中采用的是由运算放大器组成的四种受控源.具体电路介绍如下:
图3—1
1.电流控制电流源CCCS;
2.电压控制电流源VCCS;
3.电压控制电压源VCVS;
4.电流控制电压源CCVS。
受控源是从电子器件(电子管、晶体管、场效应管和运算放大器等)中抽象出来的一种模型,用来表征电子器件的电特性。.由于电子器件的出现和广泛使用在现代电路理论中,受控源已经和电阻、电容、电感等元件一样,成为电路的基本元件。
2.VCCS
实现VCCS的电路如图3-3(a)所示,因有 ,故有:
式中gm= - 1/R为转移电导。
(a) (b)
图3—3
如图3—3(b)所示为其等效电路是VCCS电路,即输出端电流i2只受输入端电压ua的控制,而与负载电阻RL无关。因输出与输入无公共“接地”端,故这种电路为“浮地”连接。
3.CCVS
受控源对外提供的能量,既非取自控制量又非受控源内部产生的,而是由电子器件所需的直流电源供给。所以受控源实际上是一种能量转换装置,它能够将直流电能转换成与控制量性质相同的电能。
图3—1所示的四种理想受控源中,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。换言之,从受控源的入口看,或者是短路(输入电阻Ri=0及输入电压Ui=0),或者是开路(输入电导G=0及输入电流I=0)。从受控源的出口看,或是一理想电流源或者是一理想电压源。
表3—1
名称
参数
CCCS
VCCS
CCVS
VCVS
H
Y
Z
G
A
受控源的受控量与控制量之比称为转移函数。四种受控源的转移函数分别用α、gm、µ、和rm表示。它们的定义如下:
1.CCCS:α=i2/i1转移电流比(电流增益)。
2.VCCS:gm=i2/u1转移电导。
3.VCVS:µ=u2/u1转移电压比(电压增益)。
1.VCVS
实现VCVS的电路如图3-2(a)所示,
(a) (b)
图3—2
根据运放特性有 , ,故 ,
即,
即,
故得,
式中µ=(R1+R2)/R1为电压放大系数。.根据上式可作出其等效电路如图3—2(b)所示,可见此电路为VCVS电路。由于R1=R2,故µ=2。又因输出端与输入端有公共的“接地”端,故这种接法称之为“共地”连接。
-8
注意:在实验报告中,将u =f(u )画在坐标纸上,并在其线性部分标出µ=
(3)保持u1=2V,调节RL,测量出相应的u1和u2值,计算出i2。数据填入表3—3中。
表3—3
50
70
100
200
300
400
500
1000
2000
∝
画出理论与实验测得的负载特性曲线。
(二).VCCS的转移特性i2=f(u1)的研究。
(1)零点漂移。按图3—8接线,当输入电压为零,RL=1KΩ时,测量u2。
(2)固定RL=1KΩ,调节电压源的输出电压,测量相应的 、 (为了计算i1)和 值。数据填入下表3—5中。
图3—8
表3—5
1
2
3
4
5
6
-1
-2
-3
-4
-5
-6
★(四).CCCS的转移特性 的研究。
图3—9
电路图如图3—9所示,自己写出实验步骤和数据表格?
三、实验内容
(一).VCVS的转移特性u2=f(u1)和负载特性u2=f(iL)研究。
图3—6
(1)零点漂移。按图3—6接线,当输入电压为零,RL=1KΩ时测量u2。
(2)固定RL=1KΩ调节稳压电源的输出电压,测量相应的u1和u2值。数据填入表3—2中。
表3—2
1
2
4
5
6
7
8