受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的實(shí)驗(yàn)研究
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>1.進(jìn)一步熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)的布局及直流電壓源、直流電壓表電流表的使用方法。
2.通過測(cè)試受控源的外特性及其轉(zhuǎn)移參數(shù),進(jìn)一步理解受控源的物理概念,加深對(duì)受控源的認(rèn)識(shí)和理解。???
3.進(jìn)一步學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測(cè)量各支路電流。
二、實(shí)驗(yàn)原理
1.受控源是四端器件, 或稱為雙口元件。它有一對(duì)輸入端(U1、I1)和一對(duì)輸出端(U2、I2)。輸入端可以控制輸出端電壓或電流的大小。施加于輸入端的控制量可以是電壓或電流,因而有兩種受控電壓源(即電壓控制電壓源VCVS和電流控制電壓源CCVS)和兩種受控電流源(即電壓控制電流源VCCS和電流控制電流源CCCS)。
2.當(dāng)受控源的輸出電壓(或電流)與控制支路的電壓(或電流)成正比變化時(shí),則稱該受控源是線性的。
3.受控源的控制端與受控端的關(guān)系式稱為轉(zhuǎn)移函數(shù)。四種受控源的轉(zhuǎn)移函數(shù)參量的定義如下:
(1) 壓控電壓源(VCVS):U2=f(U1),μ=U2/U1? 稱為轉(zhuǎn)移電??? 壓比(或電壓增益)。
(2) 壓控電流源(VCCS):I2=f(U1),gm=I2/U1 稱為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)。
(3) 流控電壓源(CCVS):U2=f(I1),rm=U2/I1 稱為轉(zhuǎn)移電阻。
(4) 流控電流源(CCCS):I2=f(I1),α=I2/I1? 稱為轉(zhuǎn)移電流比(或電流增益)。
三、實(shí)驗(yàn)電路
四、實(shí)驗(yàn)儀器
序號(hào)?名??? 稱?型號(hào)與規(guī)格?數(shù)量?備? 注
1?直流穩(wěn)壓電源?0-30V可調(diào)?1?DG04
2?可調(diào)直流恒流源?0-500mA?1?DG04
3?直流數(shù)字毫安表?0-200mV?1?D31
4?直流數(shù)字電壓表?0-200V?1?D31
5?可調(diào)電阻箱?0-99999.9Ω?1?DG05
6?實(shí)驗(yàn)線路??1?DG04
五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.測(cè)量受控源VCVS的轉(zhuǎn)移特性U2=f(U1)及負(fù)載特性U2=f(IL) ,實(shí)驗(yàn)線路如圖(a)
(1) 不接電流表,固定RL=2KΩ,調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源輸出電壓U1,測(cè)量U1及相應(yīng)的U2值,記入表4-1
??? 在方格紙上繪出電壓轉(zhuǎn)移特性曲線U2=f(U1), 并在其線性部分求出轉(zhuǎn)移電壓比μ。
U1(v)?0?1?2?3?4?5?6?8?9??μ
U2(v)???????????
(2) 接入電流表,保持U1=2V,調(diào)節(jié)RL可變電阻箱的阻值,測(cè)U2及IL,繪制負(fù)載特性曲線U2=f(IL)。記入表4-2
表4-2
RL(Ω) ?50?70?100?200?300?400?500?∞ ?
U2(v)?????????
IL(mA)?
2. 測(cè)量受控源VCCS的轉(zhuǎn)移特性 IL=f(U1)及負(fù)載特性IL=f(U2),實(shí)驗(yàn)線路如圖(b)。
(1) 固定RL=2KΩ,調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓U1,測(cè)出相應(yīng)的IL值,繪制IL=f(U1)曲線,并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電導(dǎo)gm。記入表4-3
表4-3
U1(v)?0.1?0.5?1.0?2.0?3.0?3.5?3.7?4.0??gm
IL(mA)??????????
2) 保持U1=2V,令RL從大到小變化,測(cè)出相應(yīng)的IL及U2,繪制IL=f(U2)曲線。記入表4-4
表4-4
RL(Ω) ?50?20?10?8?7?6?5?4 ?2?1?
U2(v)???????????
IL(mA)???????????
3. 測(cè)量受控源CCVS的轉(zhuǎn)移特性 U2=f(I1)與負(fù)載特性U2=f(IL) ,實(shí)驗(yàn)線路如圖(c)。
(1) 固定RL=2KΩ,調(diào)節(jié)恒流源的輸出電流Is,按下表所列Is值,測(cè)出U2,繪制U2=f(I1)曲線,并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電阻rm。記入表4-5
表4-5
I1(mA)?0.1?1.0?3.0?5.0?7.0?8.0?9.0?9.5?rm
U2(v)??????????2) 保持Is=2mA,按下表所列RL值,測(cè)出U2及IL, 繪制負(fù)載特性曲線U2=f(IL)。記入表4-6
?
表4-6
RL(KΩ)?0.5?1?2?4?6?8?10
U2(v)???????
IL(mA)??
4. 測(cè)量受控源CCCS的轉(zhuǎn)移特性 IL=f(I1)及負(fù)載特性IL=f (U2),實(shí)驗(yàn)線路如圖(d)。
(1)參見3(1)測(cè)出IL,繪制IL=f(I1)曲線,并由其線性部分求出轉(zhuǎn)移電流比α。記入表4-7
表4-7
?
I1(mA)?0.1?0.2?0.5?1?1.5?2?2.2?α
IL(mA)????????
(2)保持Is=1mA,令RL為下表所列值,測(cè)出IL, 繪制IL=f(U2)曲線。記入表4-8
表4-8
RL(KΩ)?0?0.1?0.5?1?2?5?10?20?30?80
IL(mA)??????????
U2(v)???????????
六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
1. 每次組裝線路,必須事先斷開供電電源,但不必關(guān)閉電源總開關(guān)。
2. 用恒流源供電的實(shí)驗(yàn)中,不要使恒流源的負(fù)載開路。
七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康??????????? 2.實(shí)驗(yàn)原理;?????
3.實(shí)驗(yàn)儀器;?????????? 4.實(shí)驗(yàn)電路;????
5.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);
6.用實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證理論的正確性:
? 1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 在方格紙上分別繪出四種受控源的轉(zhuǎn)移特性和負(fù)載特性曲線,并求出相應(yīng)的轉(zhuǎn)移參量。
? 2)對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果作出合理的分析和結(jié)論, 總結(jié)對(duì)四種受控源的認(rèn)識(shí)和理解。
7.實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)及其他。
評(píng)論