受控源研究实验报告.docx

.. .. 受控源的研究实验报告 一、实验目的： 获得运算放大器的感性认识，了解由运算放大器组成各类受控源的原理和方法，理解受控源的实际意义。 掌握受控源特性的测量方法。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。 二、实验原理： 1、运算放大器的基本原理（在上一次实验中已经介绍了，本次再补充说明一下） 运算放大器是一种有源二端口元件，图 3-1 是理想运算放大器的模型及其电路符号。它有两个输入端，一个输出端和一个对输入、输出信号的参考地线端。信号从“－”端输入时，其输出信号U0 与输入信号反相，故称“－”端为反相输入端；信号从“＋” 端输入时，其输出信号U0 与输入信号同相，故称“＋”端为同相输入端。U0 为输出端的对地电压，AO 是运放的开环电压放大倍数，在理想情况下，AO 和输入电阻Ri 均为无穷大，而输出电阻RO 为零。 理想运算放大器的电路模型为一个受控源，它具有以下重要的性质：当输出端与反相输入端“－”之间接入电阻等元件时，形成负反馈。这时，“－”端 和“＋”端是等电位的，称为“虚短”，若其中一个输入端接地，另一输入端虽然未接地，但其电位也为 0，称它为“虚地”；理想运算放大器的输入端电流约等于0。上述性质是简化分析含有运算放大器电路的重要依据。 本实验将研究由运算放大器组成的 4 种受控源电路的特性，选用 LM741 型或LM324 型的集成运算放大器。LM741 运算放大器的引脚功能如图 3-2 所示。 2、由运算放大器构成四种受控源的原理 （1）电压控制电压源（VCVS） 上图电路是由运算放大器构成的电压控制电压源，图中电阻。因为 是反馈电阻， 是负载 ，且 所以， 又因为 令 ，称为转移电压比或电压增益，是无量纲的常数，则 电压控制电流源（VCCS） 上图电路是由运算放大器构成的电压控制电流源。因为 ，所以， 令 ，称为转移电导，具有电导量纲，则 （14.2-3） 电流控制电压源（CCVS） 电流控制电压源的电路如上图所示。因为 ， ，所以 。令 ，称为转移电阻，具有电阻的量纲，则 （14.2-4） 电流控制电流源（CCCS） 电流控制电流源的电路如图 3-6 所示。因为 ， 所以， 无量纲，则 。令 ，称为转移电流比或电流增益， 三、实验内容： 测试电压控制电压源（VCVS）特性 实验电路图： 实验数据记录： 输入电压/V 0.490 0.395 0.297 0.366 0.094 0.000 输出电压/V （未接负载） 0.967 0.779 0.586 0.369 0.184 0.000 输出电压/V （接负载） 0.965 0.780 0.583 0.366 0.183 0.000 实验分析：从以上表格显示可知，实验结果与理论结论一致。 测试电压控制电流源（VCCS）特性 实验电路： 实验数据记录： 输入电压/V 输入电压/V 0.500 0.399 0.298 0.197 0.099 0.000 输出电流/mA （未接负载） 0.496 0.394 0.296 0.195 0.097 0.000 输出电流/mA （接负载） 0.491 0.397 0.297 0.196 0.098 0.000 实验分析：从以上表格显示可知，实验结果与理论结论一致。 四、实验注意事项： 1、用电流源供电的实验中，不要使电流源的负载开路。 2、实验结束后，拔除电源插头，使之断电。 3、输入电压在 0.5V 以内。 五、实验总结及心得： 本实验较为简单，但由于对受控源的理论知识掌握不够，导致在实验中对有些步骤或者操作不是很熟悉，这个问题得靠平时积累以及电路分析课程的透彻学习和理解。有所进步的是对于万用表的使用和电路的连接。