iL=iR=
unR?u1R
即运放的输出电流iL只受输入电压u1的控制,与负载RL大小无关。电路模型如图8-2(b)所示。 转移电导 gm?iLu1?1R(S)
这里的输入、输出无公共接地点,这种联接方式称为浮地联接。 (3)流控电压源(CCVS) 如图 3-5 所示
由于运放的“+”端接地,所以up=0,“-”端电压un也为零,此时运放的“-”端称为虚地点。显然,流过电阻R的电流i1就等于网络的输入电流iS。 此时,运放的输出电压u2=-i1R=-iSR,即输出电压u2只受输入电流iS的控制,与负载RL大小无关,电路模型如图 3-2(c)所示。 转移电阻 rm?u2iS??R(Ω)
此电路为共地联接。
图3-5
(4)流控电流源(CCCS) 如图3-6所示:
图3-6
ua=-i2R2=-i1R1 iL=i1+i2=i1+
R1R2i1=(1+
R1R2)i1 =(1+
R1R2)iS
即输出电流iL只受输入电流iS的控制,与负载RL大小无关。电路模型如图8-2(d)所示
转移电流比 α=
iLiS?(1?R1R2)
α为无量纲,又称为电流放大系数。 此电路为浮地联接。
三、实验设备 序号 名 称 1 可调直流稳压电源 2 可调直流恒流源 3 直流数字万用表
四、实验内容
本次实验中受控源全部采用直流电源激励,对于交流电源或其它电源激励,实验结果是一样的。
1.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 3-7。U1为可调直流稳压电源,RL为可调电阻箱。
型号与规格 0~10V 0~200mA 数量 1 1 1 备注 图3-7
(1)固定RL=2KΩ,调节直流稳压电源输出电压U1,使其在0~6V范围内取值,测量U1及相应的U2值,绘制U2=f(U1)曲线,并由其线性部分求出转移电压比μ。
U2(V) 实验计算值 μ 理论计算值
(2)保持U1=2V,令RL阻值从1KΩ增至∞,测量U2及IL,绘制U2=f(IL)曲线。 RL(KΩ) U2(V) IL(mA)
2.测量受控源VCCS的转移特性IL=f(U1)及负载特性IL=f(U2) 实验线路如图 3-8
μ 测量值 U1(V)
图3-8
(1)固定RL=2KΩ,调节直流稳压电源输出电压U1,使其在0~5V范围内取值。测量U1及相应的IL,绘制IL=f(U1)曲线,并由其线性部分求出转移电导gm。
测量值 U1(V) IL(mA) 实验计算值 gm(S) 理论计算值 gm(S)
(2)保持U1=2V,令RL从0增至5KΩ,测量相应的IL及U2,绘制IL=f(U2)曲线。
RL(KΩ) IL (mA) U2 (V) 3、测量受控源CCVS的转移特性U2=f(IS)及负载特性U2=f(IL) 实验线路如图3-9。IS为可调直流恒流源,RL为可调电阻箱。
图 3-9
(1)固定RL=2KΩ,调节直流恒流源输出电流IS,使其在0~0.8mA范围内取值,测量IS及相应的U2值,绘制U2=f(IS)曲线,并由其线性部分求出转移电阻rm。
测量值 IS(mA) U2(V) 实验计算值 rm(KΩ) 理论计算值 rm(KΩ) (2)保持IS=0.3mA,令RL从1KΩ增至∞,测量U2及IL值,绘制负载特性曲线U2=f(IL)。
RL(KΩ) U2(V) IL(mA) 4.测量受控源CCCS的转移特性IL=f(IS)及负载特性IL=f(U2) 实验线路如图 3-10。
图 3-10
(1)固定RL=2KΩ,调节直流恒流源输出电流IS,使其在0~0.8mA范围内取值,测量IS及相应的IL值,绘制IL=f(IS)曲线,并由其线性部分求出转移电流比α。
测量值 实验计算值 理论计算值
(2)保持IS=0.3mA,令RL从0增至4KΩ,测量IL及U2值,绘制负载特性曲线 IL=f(U2)曲线。
RL(KΩ) IL(mA) U2(V)
五、实验注意事项
1.实验中,注意运放的输出端不能与地短接,输入电压不得超过10V。 2.在用恒流源供电的实验中,不要使恒流源负载开路。 六、预习思考题
1.参阅有关运算放大器和受控源的基本理论。
2.受控源与独立源相比有何异同点?
3.试比较四种受控源的代号、电路模型,控制量与被控制量之间的关系。 4.四种受控源中的μ、gm、rm和α的意义是什么?如何测得? 5.若令受控源的控制量极性反向,试问其输出量极性是否发生变化? 6.受控源的输出特性是否适于交流信号。 七、实验报告
1.对有关的预习思考题作必要的回答。
2.根据实验数据,在方格纸上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量。
3.对实验的结果作出合理地分析和结论,总结对四类受控源的认识和理解。 4.心得体会及其它。
注:不同类型的受控源可以进行级联以形成等效的另一类型的受控源。如受控源CCVS与VCCS进行适当的联接可组成CCCS或VCVS。
IS(mA) IL(mA) α α