实验受控源特性的研究.doc

实验三受控源特性的研究一、实验目的熟悉四种受控源的基本特性。掌握受控源转移参数的测试方法。二、实验原理受控源也是一种电源;它对外可提供电压或电流,但它与独立源不同:受控电压源的电压受其它支路的电流或电压的控制;受控电流源电流受其他支路的电流或电压控制,故受控源又称为非独立电源。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)成正比例变化时,受控源是线性的。根据受控量与控制量的性质,受控源可分为四类种(如图3—1所示为四种共地受控源):图3—S;S;电压控制电压源VCVS;VS。受控源是从电子器件(电子管、晶体管、场效应管和运算放大器等)中抽象出来的一种模型,用来表征电子器件的电特性。.由于电子器件的出现和广泛使用在现代电路理论中,受控源已经和电阻、电容、电感等元件一样,成为电路的基本元件。受控源对外提供的能量,既非取自控制量又非受控源内部产生的,而是由电子器件所需的直流电源供给。所以受控源实际上是一种能量转换装置,它能够将直流电能转换成与控制量性质相同的电能。图3—1所示的四种理想受控源中,控制支路中只有一个独立变量(电压或电流),另一个变量为零。换言之,从受控源的入口看,或者是短路(输入电阻Ri=0及输入电压Ui=0),或者是开路(输入电导G=0及输入电流I=0)。从受控源的出口看,或是一理想电流源或者是一理想电压源。表3—VSVCVSHYZGA受控源的受控量与控制量之比称为转移函数。四种受控源的转移函数分别用α、gm、µ、和rm表示。CS:α=i2/i1转移电流比(电流增益)。VCCS:gm=i2/u1转移电导。VCVS:µ=u2/u1转移电压比(电压增益)。CCVS:rm=u2/i1转移电阻。受控源在线性条件下,有关线性定常双口网络的各种方程及其等效电路同样适用于含受控源的有源网络。不同种类的受控源也可以象无源双口网络一样进行各种连结,其合成后等效受控源的参数也与无源双口网络一样进行计算,表1给出了四种理想受控源的各种参数矩阵以供参考。以上介绍的是理想的受控源,:-2(a)所示,(a)(b)图3—2根据运放特性有,,故,即,即,故得,式中µ=(R1+R2)/R1为电压放大系数。.根据上式可作出其等效电路如图3—2(b)所示,可见此电路为VCVS电路。由于R1=R2,故µ=2。又因输出端与输入端有公共的“接地”端,故这种接法称之为“共地”连接。-3(a)所示,因有,故有:式中gm=-1/R为转移电导。(a)(b)图3—3如图3—3(b)S电路,即输出端电流i2只受输入端电压ua的控制,而与负载电阻RL无关。因输出与输入无公共“接地”端,故这种电路为“浮地”连接。VS的电路如图3—4(a)所示。因有故得,式中,(a)(b)图3—4其等效电路如图3—4(b)VS电路,且为“共地”连接。S的电路如图3—5(a)所示(a)(b)图3—5因有,故有,又有,故有,式中α=-[1+(RF/R3)]为电流放大系数,其等效电路如图3—5(b)所示,S电路。又因输出端与输入端无公共的“接地”点,故为“浮地”连接。三、实验内容(一).VCVS的转移特性u2=f(u1)和负载特性u2=f(iL)研究。图3—6(1)零点漂移。按图3