4、根据实验步骤1和2，自行设计电压控制电压源（VCVS）、电流控制电流源（CCCS）（包括电路和表格），思考如何利用已知的电路（图3-2和图3-3）实现电压控制电压源（VCVS）、电流控制电流源（CCCS）？
五、预习思考题
1、受控源和独立电源相比有何异同点？比较四种受控源的电路模型、控制量和被控制量的关系。 答案: 受控电源与独立电源的区别在于，独立电源的输出电压或电流是一个按自身规律变化的量或函数，不随外电路的变化而变化。而受控电源（简称受控源）的输出电压或电流则是电路中其它部分的电压或电流函数，或者说它的电压或电流受到电路中其它部分的电压或电流的控制。无源元件两端的电压与流过它自身的电流之间有一定的函数关系，而受控源的输出电压或电流则是受电路中另一支路或元件的电压或电流的控制。
电压控制电压源（VCVS），U2?f(U1)，??U2/U1，称为转移电压比（电压增益）。 电流控制电压源（CCVS），U2?f(I1)，rm?U2/I1，称为转移电阻。 电压控制电流源（VCCS），I2?f(U1)，gm?I2/U1，称为转移电导。
电流控制电流源（CCCS），I2?f(I1)，??I2/U1，称为转移电流比（电流增益） 2、若受控源控制量的极性反向，则受控源输出极性是否发生变化？ 答案：受控源输出极性反向
3、受控源的控制特性是否适合于交流信号?
答案：受控源与信号种类无关。适合于交流信号。
表8-1 CCVS 输入电流改变时的测量数据
i1（mA) 0.5 0.3 0.1 mu2（V） 0.983 0.592 0.196 计算r（KΩ） 1．966 1．973 RL（Ω） 2k 2k 2k 1．960 1.966 r的平均值(KΩ) 表8-2 ccvs 输入电流不变时的测量数据
i1= 0.3 mA，注意在改变负载时候，保证i1不变 RL（Ω） u2（V） 计 算
1K -6.03 -6.09 2K -6.03 -3.05 3K -6.03 -2.03 4K -6.03 -1.52 5K -6.03 -1.22 -6.03 6K 7K -6.03 -0.86 8K -6.03 -0.75 i2（mA) -1.01 21
值 rm(KΩ) 20.3 20.33 20.3 20.2 20.33 20.2 20.06 20.0 rm的平均值(KΩ) 20.20 VCCS 表8-3 输入电压改变时的测量数据 u1（V) 3 2 1 gm的平均值
i2（ mA ） -0.31 -0.20 -0.10 计算gm -0.103 -0.10 -0.10 0.101 RL（Ω） 2k 2k 2k 22
实验五 一阶动态电路暂态过程的研究
一、实验目的
1、研究一阶RC电路在脉冲电压US激励下响应Uc(t)的变化规律和特点，了解时间常数对Uc(t)的影响。 2、学习使用示波器观察和研究电路的响应。观测RC电路在脉冲信号激励下的响应波形，掌握有关微分电路和积分电路的概念。
i二、实验设备
1、函数信号发生器一台 2、示波器一台 3、实验电路板一块
US RCUR US0.632US0.368US0uCUc ?T/2?Tt三、实验原理 图4-1 RC一阶电路 图4-2 时间常数的测量 电路的初始储能为零，仅由外加独立电源作用所产生的响应称为零状态响应。
电路由一种稳定状态变化到另一种稳定状态需要有一定的时间，即有一个随时间变化的过程，称之为电路的暂态过程。动态电路的过渡过程是十分短暂的单次变化过程，用一般的双踪示波器观察电路的过渡过程和测量有关的参数，必须使这种单次变化的过程重复出现。为此，我们利用信号源输出的方波来模拟阶跃激励信号，即方波的上升沿作为零状态响应的正阶跃激励信号，方波的下降沿作为零输入响应的负阶跃激励信号。只要选择方波的半个周期大于被测电路时间常数的3~5倍，电路在这样方波序列信号的作用下，它的影响和直流电源接通与断开的过渡过程是相同的。
一阶电路的时间常数τ是一非常重要的物理量，它决定零输入响应和零状态响应按指数规律变化的快慢。时间常数?的测定方法：分析可知，当t＝?时，零输入响应有Uc(t)＝0.368US，零状态响应有Uc(t)＝
0.632US。RC电路的时间常数可从示波器观察的响应曲线中测量出来，如图4-1和图4-2所示。
方波激励波形及其RC电路参数Uc和UR响应波形如图4-3所示。
uS(t)uS(t)电路换路后无外加独立电源，仅由电路中动态元件初始储能而产生的响应称为零输入响应。若
0T/2Tt0T/2TtuC(t)uC(t)0T/2Tt0T/2TtuR(t)uR(t)T/20TtT/20Tta)???T/2b)???T/2图4-3 RC电路的矩形脉冲响应曲线
（1）当??RC??T时，各电压变化波形关系如图4-3a所示，此时从电阻R上得到微分输出响应。 223
（2）当??RC??T时，各电压变化波形关系如图4-3b所示，此时从电容C上得到积分输出响应。 2四、实验内容
1、函数发生器和示波器的使用
参见本书的仪器仪表说明部分，掌握函数发生器和示波器的使用。
2、按图4-1连接RC串联电路。首先确定输入方波电压峰峰值为5V，周期1mS（用示波器测量）。根据实验箱中给出的R或C，任意搭配R和C，来观察对输出电压uC的影响，用文字叙述观察结果。记录对应的R、C值，并定量描绘出输出波形。
3、设计一微分电路，使其输出为尖脉冲波形。画出电路图，由R、C参数值计算时间常数，描绘uS、uR的波形图。
4、设计一积分电路，记录各参数及uS、uc的波形图。
5、测量电容零输入响应和零状态响应时的电流电压，并计算时间常量τ。其中零输入响应时电阻R1=20K。零状态响应时电阻R2=20K。 时间t /S 0 20 40 60 100 120 140 160 180 200 220 22零Uc(t) 输/ V 入 i(t) /mA 零Uc(t) 状/ V 态 i(t) 10 3.55 1.23 0.46 0.07 0.02 0.01 0.5 0.17 0.06 0.02 0.003 0.001 0 6.7 0.18 8.81 9.56 9.93 9.98 9.99 0.5 0.007 0.02 0.003 0.001 计算 τ=RC 实测τ= 19.50
五、实验报告要求
1、按照实验任务的要求，用坐标纸画出所观察的波形，并标明电路参数和时间常数。 2、总结示波器测定时间常数τ的方法。
3、根据实验观察结果，归纳、总结微分电路和积分电路的特点。
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实验六 二阶动态电路暂态过程的研究
一、实验目的
1、学习使用示波器观察和分析RLC串联电路与矩形脉冲接通的暂态过程。 2、观察二阶电路的三种过渡状态，即非振荡、振荡和临界状态。
二、实验设备
1、函数信号发生器一台 2、示波器一台 3、实验电路板一块
三、实验原理
凡是可用二阶微分方程来描述的电路称为二阶电路，图5-1所示的线性RLC串联电路是一个典型的二阶电路，图5-2所示的是电压源去掉后的放电电路，当R?2L/C时，电路处于非振荡状态，也称为过阻尼状态；当R?2L/C时，电路处于振荡状态，也称为欠阻尼状态；当R?2L/C时，电路处于临界状态。
四、实验内容
1、调节信号源并用示波器观察，使之输出方波。幅值5V，频率f＝1kHz。
2、根据实验箱中给出的R、L、C，选择一组进行搭配，将R、L、C串联电路接至信号源，根据接线画出实际的电路图。根据R、L、C的值初步判断电路放电过程将处于什么状态，用示波器观察uS(t)的波形及该状态的uC(t)、uR(t)、uL(t)的波形。
3、使得由实验箱给出的R、L、C的分别搭建出二阶电路的三种过渡状态，并记录各参数及uC(t)、
iL(t) 信号发生器
＋ uS(t) － ＋ uC(t) －
iL(t) ＋ uC(t) －
图5-1 RLC串联电路 图5-2 放电电路
uR(t)、uL(t)的波形图。
4、验证等幅振荡，当R=0时，响应是等幅振荡的，称为无阻尼情况。
五、实验报告要求
1、能够把观察到的各个波形分别画在坐标纸上 2、结合电路元件的参数加以分析讨论。
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上图为二阶电路欠阻尼情况
上图为二阶电路过阻尼情况。 26