实验六 受控源的研究(湖南大学电路实验)

实验六：受控源的研究
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、 实验内容：
1、 用uA741搭接电压控制的电压源电路，记录VCVS 特性(v i ,v o ,v o ’);
2、 用uA741搭接电压控制的电流源电路，记录VCCS 特性(v i ,i o ,i o ’). 三、 实验环境：
DT9201数字万用表一个，电路箱一个，导线若干，μA741集成电路芯片一个。

四、 实验原理：
1. 受控源：
（1） 电压控制电压源（VCVS ）：如图8-1（a ）所示，其特性为：
21u u μ=其中：
2
1u u μ=
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8-1（b ）所示，其特性为：
21i gu =其中：
2
1m i g u =
称为转移电导。

（3） 电流控制电压源（CCVS ）：如图8-1（c ）所示，其特性为：
21u ri =其中：
2
1u r i =
称为转移电阻。

（4） 电流控制电流源（CCCS ）：如图8-1（d ）所示，其特性为：
21i i β=其中：
2
1i i β=
称为转移电流比（即电流放大倍数）。

2. 运算放大器：
运算放大器的电流符号如图8-2所示，具有两个输入端：同向输入端 u +和反向输
入端 u -，一个输出端 o u 。

放大倍数为 A ，则 ()o u A u u +-=-
对于理想运算放大器，放大倍数 A 为，输入电阻为 ∞，输出电阻为 0，由此可得
两个特性：
特性1：u u +-
=
特性2：
0 i i
+-
==
3.用运算放大器组成的受控源：（1）电压控制电压源（VCVS）：
电路图：
-
（2）电压控制电流源（VCCS）：
电路图：
五、 实验数据：
1. 电压控制电压源（VCVS ）： •
•
2. ••
i 六、 数据分析总结：
1. 电压控制电压源（VCVS ）转移电压比：
由运算放大器的特性1可知： 则
111R u i R =
2
21
2R u u
i R -=
知： 代入
1
R i ，
2
R i 得：
2
211(1)R u u R =+
由运算放大器的特性2可
可见，运算放大器的输出电压
2u 受输入电压 1u 的控制，其电路模型如电路图所示转移电压
比：
21
1R R μ=+
取R2=100k Ω，R1=10k Ω，在实验误差允许范围内，μ=11。

2. 电压控制电压源（VCVS ）理想性判断：
由数据可知，输出电压不随负载变化而变化，说明该受控源为理想受控源。

3. 电压控制电流源（VCCS ）的转移电导：
由运算放大器的特性1可知： 1u u u +-==则
1
u u u +
-==21R R i i =
由运算放大器的特性2可知：
1
2
1
R
u
i i
R
==
即2
i
只受输入电压1
u
控制，与负载L
R
无关，其
电路模型如电路图所示的转移电导为：
2
11
1
i
g
u R ==
此实验中g=1/R1=10-4。

4.电压控制电流源（VCCS）理想性判断：
由数据可知，输出电流不随负载变化而变化，说明该受控源为理想受控源。

5.注意事项：
运算放大器输出端不能与地短路，输入端电压不宜过高（小于0.5V）。