电路实验六 实验报告
实验题目:受控源的研究
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µA741,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。
实验环境:
数字万用表、学生实验箱、导线。
实验原理:
受控源是一种非电源,它对外也可提供电压或电流,但它与源不同,这种电源的电压或电流受电路其它部分的电流或电压的控制。根据控制量的不同,受控源可分为四类种: 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。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)成正比变化时,受控源是线性的。
1. 利用µA741芯片搭接电压控制电压源VCVS的电路图如下:
0Ui4R1010kΩ13-12 V 5715UA741CD26Uo50%34612 V 1kΩR210kΩ0
受控源转移电导为:1+R2/R1=2,输入输出电压关系为:Uo=2Ui。
2. 利用µA741芯片搭接电压控制电流源VCCS的电路图如下:
0Ui4R1010kΩ463-12 V 57151UA741CD26io12 V R250%
受控源转移电导为:1/R1=1/10000,R2的阻值变化不能引起输出电流io的变化。输入电压和输出电流的关系为io=Ui/10000。
实验记录及结果分析:
1. 当电压控制电压源VCVS电路的输入电压Ui在0-0.5V之间变化时,测得输出电压数据如
下(Uo为输出端没有负载时的电压值,Uo’为输出端有负载时的电压值): 序号 Ui(V) Uo(V) Uo’(V) 1 0 0 0 2 0.091 0.187 0.187 3 0.1 0.382 0.382 4 0.280 0.565 0.565 5 0.381 0.766 0.766 6 0.476 0.958 0.957 7 0.520 1.047 1.046 数据分析:输出电压Uo随着输入电压Ui的变化而变化,且其电压值保持在输入电压的2倍左右,符合转移电导的值。输出端是否有负载不会对输出电压的大小造成影响,符合受控源的性质。电压控制电压源VCVS电路搭接成功。
2. 当电压控制电流源VCCS电路的输入电压Ui在0-0.5V之间变化时,测得输出电流数据如
下:
1 2 3 4 5 6 7 序号 Ui(V) io(mA) 0 0 0.081 0.009 0.185 0.017 0.287 0.027 0.386 0.037 0.469 0.046 0.530 0.052
当输入电压保持在0.4V,电阻器R2的阻值不断变化时,测得输出电流数据如下:
序号 R2(kΩ) io(mA) 1 0 0.039 2 5.23 0.039 3 8.23 0.039 4 10.26 0.038 5 12.32 0.039 6 16.19 0.040 数据分析:输出电流io随着输入电压Ui的变化而变化,且其电流值保持在输入电压的(1/10000)左右,符合转移电导的值。输出端的负载R2的变化不能改变输出电流的大小,符合受控源的性质。电压控制电流源VCCS电路搭接成功。
实验总结:
这一次实验内容相对来说较多,但因为直接在实验箱上操作,不用在面包板搭接电路,所以整个实验过程较为顺利。实验中学会了如何在实验箱上搭接一个电路,同时巩固了电路分析里关于受控源方面的知识点,进一步了解了受控源的特性,收获比较大。