受控源的特性
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。
受控源的符号及特点
受控源的符号及特点前面讨论的电压源和电流源都是独立电源，这是因为电压源的电压和电流源的电流都是由电源本身决定的，而与电源之外的其他电路无关。
另外一种电源叫做受控源，又称非独立源。
受控电压源的电压受其他支路电压或电流的控制；受控电流源的电流受其他支路的电压或电流的控制。
为了与独立电源区别，受控源的符号用菱形表示，如图1.19所示。
图1.19 受控源的电路符号受控源像电阻器、电感器、实际电压源等器件一样是实际存在的一种器件，如晶体管、运算放大器、变压器等。
受控源是一种四端元件，一对是输入端，一对是输出端，输出受输入的控制。
输出的量受输入的量控制，因此，输入量称为控制量，输出量称为受控量。
根据控制量是电压还是电流，受控源是电压源还是电流源，受控源共有四种类型：电压控制电压源（VCVS）；电压控制电流源（VCCS）；电流控制电压源（CCVS）；电流控制电流源（CCCS），如图1.20所示。
1. 电压控制电压源（VCVS）图1.20（a）中输出电压是受输入电压控制的，它们的关系为式中，称为转移电压比，或电压放大系数。
2. 电压控制电流源（VCCS）图.20（b）中输出电流是受输入电压控制的，它们的关系为式中，g称为转移电导，单位为S。
3. 电流控制电压源（CCVS）图1.20（c）中输出电压是受输入电流控制的，它们的关系为式中，r称为转移电阻，单位为。
4. 电流控制电流源（VCVS）图1.20（d）中输出电流是受输入电流控制的，它们的关系为式中，称为转移电流比。
图1.20 受控源上述四种受控源的系数、g、r、为常数时，称为线性受控源。
本数只讨论线性受控源。
在分析含受控源电路时首先应注意以下几点：（1）分清电路中的独立源与受控源。
独立电源用圆形符号，受控电源用菱形符号表示。
（2）从受控源的不同符号上分清受控源是受控电压源还是受控电流源。
（3）注意受控源的控制量在哪里，控制量是电压还是电流。
在图1.20中，把控制电路和受控电路画在一起，而实际电路有可能两者分开较远。
受控源
例题分析
例1：试根据图示三极电子管放大器的简化电路模型，求出此放大 ：试根据图示三极电子管放大器的简化电路模型， 器的电压增益(即输出信号电压 与输入信号电压u 之比)。 即输出信号电压u 器的电压增益 即输出信号电压 4与输入信号电压 1之比 。 解：根据KVL ，有 根据 u4 = u3 + u2 因为 u = −20u 2 1 u3 = 104i = −u4 所以 u4= −u4+u2= −u4−20u1
例题分析
如果将控制量改变为2Ω电阻支路的电流， 如果将控制量改变为2Ω电阻支路的电流，电阻则为正值 2Ω电阻支路的电流
u1 = 2( 3i + 1) + 2i
3i 1Ω i 2Ω 2Ω a + u b 1A
2 14 u1 = 2( 3i + 1) + 2i = 4 + = V 3 3 u 14 Rab = = Ω 1 3
VCVS CCVS
U2 受控电压源 电压源
VCCS
电流控电源 I1 (U1=0) 电流控
CCCS
I2
受控电流源 电流源
电路原理
§1−6 受 控 源 − 分类
根据控制变量与受控变量之间的关系是否为线性关 系：线性与非线性受控源 根据控制变量和受控变量的不同组合： 根据控制变量和受控变量的不同组合：
①电压控电压源（VCVS:Voltage Controlled Voltage Source） 电压控电压源（ ） ②电压控电流源（VCCS:Voltage Controlled Current Source） 电压控电流源（ ） 电流控电流源（ ③电流控电流源（CCCS:Current Controlled Current Source） ） 电流控电压源（ ④电流控电压源（CCVS:Current Controlled Voltage Source） ）
实验四 受控源特性的测量
实验报告要求
1.完成实验预习1-2页。 2.实验记录：列表记录各实验数据。
3.数据分析处理：计算受控源控制系数μ、g、r和a，用坐 标纸绘制受控源特性曲线。
4. 实验总结：回答思考题，实验结论、心得体会及建议。
16
测量U2和IL ，并绘出U2=f (U1) 曲线。
R1=1 k R2=2 k U1=2 V RL/Ω 100 500 1K 2K 3K ∞ U2/V IL/mA
7
2．VCCS特性测试
①转移特性：已知U1，测出I2值，并绘制I2=f (U1)曲线。（g=I2/U1 =1/ R1）
②负载特性：保持U1=2V，已知R1，测出I2及UL，绘制I2＝f (RL)曲线。
②负载特性：保持I1=0.2 mA，测I2 和UL。绘负载特性I2=f(RL)曲线。
+-
R1=1k R2=2k RL＝2kΩ
+
I1/ mA 0 0.1 0.2 0.25 0.3 0.4
I2/mA
a
RL/Ω I2/mA UL/V
R1=1k R2=2k I1=0.2 mA 100 500 1k 3k 5k
3
VCVS ，U2=µU1
I1
+
+
rI1 U2
-
-
CCVS，U2=rI1
VCCS ， I2=gU1
I2
I1
aI 1
RL
CCCS，I2= αI1
4
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3.本实验采用集成运算放大器741和电阻构成受控源电路。
5
三、实验内容
1.电压控制电压源 VCVS特性测试
R1=1 k ， RL=2 k
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。
受控源的特性曲线实验报告
实验名称：受控源VCCS 、VCVS 、CCVS 、CCCS 的特性曲线一．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．实验原理与说明：1． 受控源是双口元件，一个为控制端口，另一个为受控端口。
受控端口的电流或电压受到控制端口的电流或电压的控制。
根据控制变量与受控变量的不同组合，受控源可分为四类：图6-1 受控源(1) 电压控制电压源（VCVS ），如图6-1（a ）所示，其特性为：0=c i(2) 电压控制电流源（VCCS ），如图6-1（b ）所示，其特性为： c m s u g i ⋅=cs u u ⋅=α0=c i① 电流控制电压源（CCVS ），如图6-1（c ）所示，其特性为：c s i u ⋅=γ0=c u② 电流控制电流源（CCCS ），如图6-1（d ）所示，其特性为： c s i i ⋅=β0=c u2． 运算放大器与电阻元件组成不同的电路，可以实现上述四种类型的受控源。
各电路特性分析如下。
(1) 电压控制电压源（VCVS ）：运算放大器电路如图6-2所示。
由运算放大器输入端“虚短”特性可知：1u u u ==-+212R u i R =由运算放大器的“虚断”特性，可知： 21R R i i =21221R i R i u R R ⋅+⋅=()2121R R R u +=11211u u R R ⋅=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=α式（6-1）即运算放大器的输出电压2u 受输入电压1u 控制。
其电路模型如图6-1（a ）所示。
转移电压比：211R R +=α 该电路是一个同相比例放大器，其输入与输出有公共接地端，这种连接方式称为共地连接。
(2) 电压控制电流源（VCCS ）：运算放大器电路如图6-3所示。
根据理想运放“虚短”、“虚断”特性，输出电流为：Ru i i R 12== 式（6-2）该电路输入，输出无公共接地点，这种连接方式称为浮地连接。
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、实验目的本次实验旨在深入研究受控源的特性和工作原理，通过实际操作和测量，掌握受控源的参数计算方法，以及其在电路中的作用和影响。
同时，培养我们的实验操作能力、数据分析能力和问题解决能力。
二、实验原理1、受控源的定义受控源是一种具有电源特性的电路元件，但它的输出电压或电流受到电路中其他部分的电压或电流控制。
受控源分为四种类型：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）。
2、受控源的特性方程（1）VCVS：输出电压＄u_2 ＝＼mu u_1$，其中＄＼mu$ 为电压放大系数。
（2）VCCS：输出电流＄i_2 ＝ g u_1$，其中＄g$ 为转移电导。
（3）CCVS：输出电压＄u_2 ＝ r i_1$，其中＄r$ 为转移电阻。
（4）CCCS：输出电流＄i_2 ＝＼beta i_1$，其中＄＼beta$ 为电流放大系数。
3、实验电路的设计为了测量受控源的参数，需要设计合适的电路。
例如，对于VCVS，可以采用一个输入电压源串联一个电阻，然后连接到受控源的输入端，受控源的输出端接一个负载电阻，通过测量输入和输出的电压来计算＄＼mu$。
三、实验设备1、直流电源提供稳定的直流电压和电流。
2、万用表用于测量电压、电流和电阻。
3、电阻箱可调节电阻值，以满足实验需求。
4、受控源实验模块四、实验步骤1、连接电路按照实验原理图，仔细连接电路，确保连接正确无误。
2、测量数据（1）对于 VCVS，调节输入电压源，分别测量不同输入电压下的输出电压，记录数据。
（2）对于 VCCS，同样调节输入电压，测量输出电流。
（3）对于 CCVS，改变输入电流，测量输出电压。
（4）对于 CCCS，调整输入电流，测量输出电流。
3、数据处理根据测量的数据，计算受控源的参数，如＄＼mu$、＄g$、＄r$、＄＼beta$。
4、分析误差分析实验中可能存在的误差来源，如仪器精度、读数误差、连接线路的电阻等。
0212电路基础实验-受控源特性的研究实验报告
7
u (V) 2
a) 计算 i2 值
u1(V )
u2 (V )
3
uR (V )
i2 (mA)
0.976 1.987 3.050 4.005 4.989 6.049 6.997 8.036 8.998 9.989 10.978 11.938 12.933 14.007 -0.979 -1.99 -3.022 -4.064 -4.996 -5.995 -7.043 -8.012 -9.004 -9.991 -10.977 -11.941 -12.968 -13.976
实验内容及接线图
1. VCVS 的转移特性 u2 f (u1) 和负载特性 u2 f (iL ) 研究
（1）按图 1 接线，输入端接信号发生器，调节信号发生器的输出波形为正弦波。输出端接示波器，
观察示波器上显示的波形，画出转移特性 u2 f (u1) 曲线
图1
在转移特性曲线的线性部分标出 u2 ，并计算相对误差。 u1
uR1 (V )
0.989 1.991 3.013 4.044 5.036 6.024 6.389 6.742 7.069 7.387 -1.034 -2.026 -3.057 -3.992 -5.038 -5.959 -6.905 -7.199 -7.551 -7.862
b) 画出转移特性 u2 f (i1) 曲线
刚开始做使用运放的实验中经常疏忽的地方。
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KONGZHIYUAN
可见，受控源能够输出功率，是一种有源元 有源元 件。 另一方面，受控源控制支路均为开路或短路， 即i=0或u=0, 所以输入功率为零（上例中R1上的 功率UI是其自身消耗掉的功率，并不是受控源 的输入功率）受控源好像“凭空”把电压或电 流 放大了若干倍，同时输出功率。 事实上，受控源自身并不产生和放大电能，它 输出的电功率由另外的工作电源提供。例如在 晶体管模型中，需要外加直流电源作为其工作 电源，其输出的交流功率即由直流电源提供 。 但在受控源等效模型中，外加电源一般并不画 出。
3.受控源不是激励
虽然受控源能够输出功率，但并不是激励。 在上例中可以看出：若Us=0，则电路中所有 电压、电流均为零，即无任何响应。受控源起 不到激励作用。 从因果关系上看，受控源输出的电压、电流 和功率是由控制变量产生的，而不是相反。这 些输出是一种结果而不是原因，当控制变量为 零时，受控源输出也为零。
疑难解析
受控源
一.受控源的物理本质 受控源的物理本质
和电阻、电容、电感、独立源等一样，受控 源也是一种理想元件，是对某种物理现象的 模拟与抽象。在现实中可以找到电阻、电容、 电感、电源等元件的原型，而 现实中并不存 在一种特定的电器件称作“受控电源”，它
是某些电器件、电子元件在特定情况下工作 是某些电器件、 状态的一种等效。 状态的一种等效。
实例：
1.他励直流发电机：
I U=rI
如图 ：励磁电流I产生磁场，磁场强度决定感应 电压U,故U可以看作受I 控制。因此，在理想 情况下，可以等效成如下理想模型:
I U=rI
• 该受控源模型为电流控制电压源CCVS，参数 r反映了受控量U和控制量I之间的比例关系, 这一模型合理地表现了实际的物理现象----发 电机中两条支路间的控制关系。
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。
电路实验受控源的特性
2019/6/12
三、实验内容与实验电路
1、电压控制电压源（VCVS）的特性测试 实验电路如图1所示，U1为可调电压源，RL选用电阻箱。
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图1 VCVS特性的测量电路
1）测量VCVS的控制特性（转移特性）U2 f (U1) |RL常数
根据测量结果，画出CCCS的输出特性曲线 U 2 f 。 (I2 ) |I12mA
2019/6/12
四、注意事项
1. 每次改接线路时，必须事先关闭电源。 2. 不要使恒流源的负载开路。 3. 电路的输出端不能与地短接，输入电压不能超过10Ｖ。 4. 实验报告中绘制曲线时要使用坐标纸。
一、实验目的
1、通过测试受控源的外特性及其转移参数，进一步 理解受控源的物理概念，加深对受控源的认识和 理解。
2、熟悉受控源特性的测试方法。
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二、实验原理
1、受控源的概念及特点 受控源是用以描述电子器件中控制特性的一种电路模型。
其特点是输出端为电压源或电流源的特性，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。 2、受控源的分类
表2
根据测量结果画出VCVS的输出特性（伏安特 性）曲线 U2 。 f (I2 ) |U16V
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2、电流控制电流源（CCCS）的特性测试 实验电路如图2所示，I1 为可调电流源，RL 选用电阻箱。
2019/6/12
图2 CCCS特性的测量
1）测量CCCS的控制特性 I 2 f (I1) |RL C RL 500 ，调节可调电流源，在不同的 I1 下，测量 U1、I1 、U 2 、 I 2 的数值，将结果填入表3中，并计算出 I2 的数值。
实验四受控源特性研究
试验原理
❖ （1）电压控制电压源（VCVS），如图下图
（a）所示，其特征为：u2 u1
❖
其中：
u2 u1
❖ 称为转移电压比（即电压放大倍数）。
❖ （2）电压控制电流源（VCCS），如图下图 （b）所示，其特征为：i2 g u1
❖ 其中：
gm
i2 u1
称为转移电导。
5
试验原理
❖ （3）电流控制电压源（CCVS），如图下图 （c）所示，其特征为：u2 r i1
试验四 受控源特征旳研究
1
一 试验目旳
基本要求：（1）加深对CCCS、VCVS、 VCCS特征旳认识
提升要求：（2）学习具有运算放大器线性电路 分析措施
（3）掌握受控源转移参数旳测试措施
2
二、试验仪器与原理
❖万用表 稳压电源 ❖面包板 元件
3
试验原理
❖ 1．受控源
❖ 受控源向外电路提供旳电压或电流是受其他 支路旳电压或电流控制，因而受控源是双口 元件：一种为控制端口，或称输入端口，输 入控制量（电压或电流），另一种为受控端 口或称输出端口，向外电路提供电压或电流。 输出端口旳电压或电流，受输入端口旳电压 或电流旳控制。根据控制变量与受控变量旳 不同组合，受控源可分为四类：
❖ 4．怎样由两个基本旳CCVC和VCCS取得其他两个 CCCS和VCVS
❖ 5．了解运算放大器旳特征，分析四种受控源试验 电路旳输入、输出关系。
23
六、试验报告要求
❖ 1．根据试验数据，在方格纸上分别绘出VCVS和 VCCS受控源旳转移特征和负载特征曲线，并求出 相应旳转移参量μ、g、r和β；
❖ 2．参照表4－1数据，阐明转移参量μ、g、r和β受 电路中哪些参数旳影响？怎样变化它们旳大？
实验六 受控源特性的研究_电路分析实验教程_[共5页]
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18 电路分析实验教程
实验六 受控源特性的研究
一㊁实验目的
1.熟悉受控源的基本特性㊂
2.通过实验加深对受控源特性的了解㊂
二㊁实验原理
受控源具有电源的特性,但它与独立源是有区别的,它的输出量是受控于输入量的,即受控于电路其他部分的电压或电流,故称输入量为 控制量”,输出量为 受控量”㊂根据受控量与控制量的性质,受控源可分为4类,见图1⁃6⁃1㊂
图1⁃6⁃1 4种受控源模型图
受控源是从电子器件(电子管㊁晶体管㊁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㊂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㊁电容㊁电感等元件一样,成为电路的基本元件㊂受控源对外提供的能量,并非取自控制量,也非受控源内部产生,而是取自附加的直流电源㊂因此受控源实际上是一种能量转换装置,它能将直流电能转换成按控制量变化的输出量㊂若控制量是一种按正弦规律变化的交流电信号,则该受控源就能将直流电能转换成交流电能㊂
从另一个角度来看,受控源同电路元件一样,它能在电路中使两条支路的电压㊁电流或电压和电流间建立一个约束关系,这与一个电阻元件能使它两端电压和电流间建立一个约束关系相类似,鉴于以上原因将受控源称为 有源元件”,以区别于在任何情况下都不向外提供能量的 无源元件”㊂因为它有输入端和输出端之分,又称为 双口元件”,以区别于电阻㊁电容等单口元件㊂仅当受控量与控制量之间比例系数β㊁r㊁g㊁μ为常数时该受控源是线性元件㊂。
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。
受控源简介
受控源及含受控源电路的等效变换
受控源是一种电路模型。是实际存在的 电子器件，如晶体管，运算放大器，变 压器等，他们的电特性可用受控源来表 示。
b ib
c
ic ic=βib
1
i1
1'
2
i2 αi1
2'
(d) 电流控制电流源
受控源的四种类型:
1+ u1 _
1'
+ +2 1 +
μu1 u2
例2.13 简化已知二端网络如图(a)所示。
解： 按独立源等效转换的规则
+ 2Ω
3u i
a
2Ω +
将受控源及其他支路作等效 2V_ 转换为图(b)、(c)。
2Ω u_
b
+ 6u_ 2Ω i a +
1A 2Ω 2Ω
u
_
(a)
1V
+ + 6u_ 2 _
i
a
1
b (b)
b (c)
由图(c)可写出伏安关系式：
(2) 受控源从电路中取出后，失去受控源的含义；
(3) 当μ，g, γ ,α是常数时，受控源是线性元件。其 电压电流关系以代数方程形式出现。所以在分析电 阻电路中，包括分析线性受控源。
受控源的运算规律
•受控源的电压源模型与电流源模型可以像独 立源一样互相转换；
• 分析含受控源的电路时，可先按独立电源一 样处理，最后设法把控制量求出，则问题得 解。因此在做电路等效变换时，注意保留受 控源的控制量。
u＝3i－6u＋1
1V
+ + 6u_ 2 _
i
a
1
2018受控源特性研究
给定值
3
2
1
u1(V)
调节值
u2(V)
测量值
u1=1V u2(V)
表1.2：VCVS负载特性
RL (Ω) 测量值
R10=150
R9=620
R8=2K
+
i2
∞
-
+
RL
u1
-
R
2P50
+ u1 -
GND
VCCS受控特性
+
2P52
i2
-∞
mA
2P51
2P11 R 500
2P10
2P50
+ u1 -
GND
实验二：受控源特性研究
实验目的
1、了解运算放大器组成受控源的基本原理； 2、加深对受控源受控特性和负载特性的认识。
一、受控源的基本概念
受控源不是激励，它只是反映电路中某处的电压或电流 控制另一处的电压或电流的关系。
受控源是一种四端双口元件，由两条支路组成：一条为 控制支路，呈开路或短路状态；另一条为受控支路，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 电压或电流控制。
VCCS负载特性
+ -∞ 2P51
2P52 mA
i2 2P21~3
RL
2P11 R 500
2P20
2P10
表2.1：VCCS受控特性
给定值
3
2
1
u1(V)
调节值
i2(mA)
测量值
u1=1V i2(mA)
表2.2：VCCS负载特性
RL (KΩ) 测量值
R10=150
R9=620
R8=2K
受控源特性测试I
受控源特性测试I一、实验目的1.熟悉VCCS 及VCVS 的基本特性2.掌握VCCS 及VCVS 转移参数的测试方法3.了解VCCS 及VCVS 在电路中的应用 二、实验原理与说明VCCS 及VCVS 的转移参数定义如下： 1.VCCS ：12m U I g =转移电导2.VCVS ：12U U =μ转移电压比（或电压增益） 三、实验内容1.VCCS 的伏安特性及转移电导的测试LU图6.1 VCCS按图6-1接线，（1）调节稳压电源使V 5.2U 1+=或V 5.2U 1-=，调节可调电阻箱L R ，将所测数据1U 、1I 、2U 、2I 填入表一；（2）固定Ω=K 1R L ，改变稳压电源的输出电压U 为正负不同数值时分别测量1U 、1I 、2U 、2I 并记录于表二中。
表一、VCCS 伏安特性 U = V ，1U = V 、1I = A μ表二、VCCS 的输入伏安特性)I (f U 11=及转移特性曲线)U (f I 12=2.VCVS 的伏安特性及转移电压比的测试LU图6.2 VCVS按图6-2接线，（1）调节稳压电源使V 5.2U 1+=或V 5.2U 1-=，调节可调电阻箱L R ，将所测数据1U 、1I 、2U 、2I 填入表三；（2）固定Ω=K 1R L ，改变稳压电源的输出电压U 为正负不同数值时分别测量1U 、1I 、2U 、2I 并记录于表四中。
表三、VCVS 外特性 U =V ，1U = V 、1I = A μ表四、VCVS 的输入伏安特性)I (f U 11=及转移特性曲线)U (f U 12=四、实验设备五、注意事项注意电流源的方向，按实验指导书上的电流源方向接线（实验知道书与实验设备上的方向相反） 六、实验报告 1.列出所测数据表格2.根据所测数据，绘出VCCS 和VCVS 的输入伏安特性曲线和转移特性曲线。
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3、四种理想受控源的电路符号如图 （a）、（b）、（c）、（d）所示。 其中1-1′为输入端（控制端），2-2′为输出端（受控端）。
2019/5/21
4、四种理想、线性受控源的特性
所谓理想受控源，是指它的控制端和受控端都是理想的。
• 电压控电压源 (VCVS)
i1 = 0
u2 = u1
表2
根据测量结果画出VCVS的输出特性（伏安特 性）曲线 U2 。 f (I2 ) |U16V
2019/5/21
2、电流控制电流源（CCCS）的特性测试 实验电路如图2所示，I1 为可调电流源，RL 选用电阻箱。
2019/5/21
图2 CCCS特性的测量
1）测量CCCS的控制特性 I 2 f (I1) |RL C RL 500 ，调节可调电流源，在不同的 I1 下，测量U1 、I1、U 2 、 I 2 的数值，将结果填入表3中，并计算出 I2 的数值。
u1 = 0 u2 = r i1
其中：r u2 称为转移电阻
i1 当控制变量为零时，受控变量一定为零，此时，若是受控电压源则相当 于一个短路元件，若是受控电流源则相当于一个开路元件。
2019/5/21
由以上四种理想受控源可知，受控源特性主要是控制特性和 输出特性两种：
（1）控制特性是指受控源输出端受控量与输入端控制量之间的关系， 如 VCVS的控制特性为 U2 f (U1) 。
2019/5/21
结束！
2019/5/21
1）当受控源的电压（或电流）是控制支路电压或电流 的线性函数时，该受控源称为线性受控源(linear controlled source)；否则，称为非线性受控源(nonlinear controlled source)。
2）根据控制量和输出特性的不同，受控源可分为：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）四种。
根据测量结果，画出CCCS的输出特性曲线 U 2 。 f (I2 ) |I12mA
2019/5/21
四、注意事项
1. 每次改接线路时，必须事先关闭电源。 2. 不要使恒流源的负载开路。 3. 电路的输出端不能与地短接，输入电压不能超过10Ｖ。 4. 实验报告中绘制曲线时要使用坐标纸。
I1
表3
根据测量结果，画出控制特性曲线 I2 f (I1) |RL 500 。
2019/5/21
2）测量CCCS的输出特性（伏安特性）U 2 f (I 2 ) |I1C 维持 I1 2mA ，改变 RL 的数值，在不同的 RL下，测量 U 2、I 2 的数值，将结果填入表4中。 表4
（2）输出特性是指受控源输出电压与输出电流之间的关系， 如VCVS的输出特性为 U2 f (I2 ) 。
2019/5/21
三、实验内容与实验电路
1、电压控制电压源（VCVS）的特性测试 实验电路如图1所示，U1为可调电压源，RL选用电阻箱。
2019/5/21
图1 VCVS特性的测量电路
1）测量VCVS的控制特性（转移特性）U2 f (U1) |RL常数
取 RL 1K ，调节可调电压源，在不同的 U1 下，测 量 U1、I1 、U2 、I 2 的数值，结果填入表1中，且计算出 的数值。
U2 U1
表1
根据测量结果，画出控制特性曲线 U 2 f (U1) |RL 1K 。
2019/5/21
2）测量VCVS的输出特性（伏安特性） U 2 f (I 2 ) |U1C 维持 U1 6V ，改变 RL的数值，在不同的 RL 数值下，测量 U 2 、 I 2 的数值，将结果填入表2中。
其中： u2 称为转移电压比（即电压放大倍数）
u1
• 电压控电流源 (VCCS)
i1 = 0 i2 = g u1
其中：
g
i2 u1
称为转移电导
2019/5/21
• 电流控电流源(CCCS)
u1 = 0 i2 = i1
其中：
i2 i1
称为转移电流比（即电流放大倍数）
• 电流控电压源 (CCVS)
实验四 受控源的特性
2019/5/21
一、实验目的
1、通过测试受控源的外特性及其转移参数，进一步 理解受控源的物理概念，加深对受控源的认识和 理解。
2、熟悉受控源特性的测试方法。
2019/5/21
二、实验原理
1、受控源的概念及特点 受控源是用以描述电子器件中控制特性的一种电路模型。
其特点是输出端为电压源或电流源的特性，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。 2、受控源的分类