实验六 受控源的研究(湖南大学电路实验)

实验六：受控源的研究

一、 实验目的：

1.加深对受控源的理解；

2.熟悉由运算放大器组成受控源电路的分析方法，了解运算放大器的应用；

3.掌握受控源特性的测量方法。

二、 实验内容：

1、 用uA741搭接电压控制的电压源电路，记录VCVS 特性(v i ,v o ,v o ’);

2、 用uA741搭接电压控制的电流源电路，记录VCCS 特性(v i ,i o ,i o ’). 三、 实验环境：

DT9201数字万用表一个，电路箱一个，导线若干，μA741集成电路芯片一个。 四、 实验原理：

1. 受控源：

（1） 电压控制电压源（VCVS ）：如图8-1（a ）所示，其特性为：

21u u μ=其中：

2

1u u μ=

称为转移电压比（即电压放大倍数）。 （2） 电压控制电流源（VCCS ）：如图8-1（b ）所示，其特性为：

21i gu =其中：

2

1m i g u =

称为转移电导。

（3） 电流控制电压源（CCVS ）：如图8-1（c ）所示，其特性为：

21u ri =其中：

2

1u r i =

称为转移电阻。

（4） 电流控制电流源（CCCS ）：如图8-1（d ）所示，其特性为：

21i i β=其中：

2

1i i β=

称为转移电流比（即电流放大倍数）。

2. 运算放大器：

运算放大器的电流符号如图8-2所示，具有两个输入端：同向输入端 u +和反向输

入端 u -，一个输出端 o u 。放大倍数为 A ，则 ()o u A u u +-=-

对于理想运算放大器，放大倍数 A 为，输入电阻为 ∞，输出电阻为 0，由此可得

两个特性：

特性1：u u +-

=

特性2：

0 i i

+-

==

3.用运算放大器组成的受控源：（1）电压控制电压源（VCVS）：

电路图：

-

（2）电压控制电流源（VCCS）：

电路图：

五、 实验数据：

1. 电压控制电压源（VCVS ）： •

•

2. ••

i 六、 数据分析总结：

1. 电压控制电压源（VCVS ）转移电压比：

由运算放大器的特性1可知： 则

111R u i R =

2

21

2R u u

i R -=

知： 代入

1

R i ，

2

R i 得：

2

211(1)R u u R =+

由运算放大器的特性2可

可见，运算放大器的输出电压

2u 受输入电压 1u 的控制，其电路模型如电路图所示转移电压

比：

21

1R R μ=+

取R2=100k Ω，R1=10k Ω，在实验误差允许范围内，μ=11。

2. 电压控制电压源（VCVS ）理想性判断：

由数据可知，输出电压不随负载变化而变化，说明该受控源为理想受控源。 3. 电压控制电流源（VCCS ）的转移电导：

由运算放大器的特性1可知： 1u u u +-==则

1

u u u +

-==21R R i i =

由运算放大器的特性2可知：

1

2

1

R

u

i i

R

==

即2

i

只受输入电压1

u

控制，与负载L

R

无关，其

电路模型如电路图所示的转移电导为：

2

11

1

i

g

u R ==

此实验中g=1/R1=10-4。

4.电压控制电流源（VCCS）理想性判断：

由数据可知，输出电流不随负载变化而变化，说明该受控源为理想受控源。

5.注意事项：

运算放大器输出端不能与地短路，输入端电压不宜过高（小于0.5V）。