一、實驗目的
1、熟悉受控源的基本特性;
2、掌握受控源特性的測試方法;
3、了解受控源在電路中的應用。
二、原理說明
1、受控源是一種雙口元件,一個為控制端口,另一個為受控端口。受控端口的電流或電壓受到控制端口的電流或電壓的控制,二者之間存在著某種函數(shù)關(guān)系。故受控源又稱為非獨立電源。
2、根據(jù)控制變量與受控變量的不同組合,受控源共分為四種,如圖6.4.1所示,即電壓控制電壓源(VCVS) 、電壓控制電流源(VCCS)、電流控制電壓源(CCVS)和電流控制電流源(CCCS)。
3、受控源的控制端與受控端之間的函數(shù)關(guān)系稱為轉(zhuǎn)移函數(shù),四種受控源的轉(zhuǎn)移函數(shù)參量分別用 表示,它們的定義如下:
VCVS: 轉(zhuǎn)移電壓比(或電壓增益)
VCCS: 轉(zhuǎn)移電導
CCVS: 轉(zhuǎn)移電阻
CCCS: 轉(zhuǎn)移電流比(或電流增益)
圖6.4.1 四種受控電源
4、受控源是從電子器件(電子管、晶體管、場效應管和運算放大器等)中抽象出來的一種模型,用來表征電子器件的電特性。在現(xiàn)代電路理論中,由于電子器件的出現(xiàn)和廣泛使用,受控源已經(jīng)和電阻、電容、電感等元件一樣,成為電路的基本元件。
受控源對外提供的能量,既非取自控制量又非受控源內(nèi)部產(chǎn)生,而是由電子器件所需的直流電源供給。所以受控源實際上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置,它能夠?qū)⒅绷麟娔苻D(zhuǎn)換成與控制量性質(zhì)相同的電能。
三、實驗任務
1、電壓控制電壓源的特性測試。
?。?) 調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓U1,記錄相應的U2值,繪制VCVS的轉(zhuǎn)移特性曲線U2=f (U1),并計算m值,與理論值比較。實驗線路與數(shù)據(jù)表格自擬。
(2) 將VCVS的輸出端接可調(diào)電阻負載RL,調(diào)節(jié)RL,分別測量相應的U2、I2,繪制VCVS的外特性曲線U2=f (I2),實驗線路與數(shù)據(jù)表格自擬。
2、電壓控制電流源的特性測試。
?。?) 調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓U1,記錄相應的I2值,繪制VCCS的轉(zhuǎn)移特性曲線I2=f (U1),并計算g值,與理論值比較。實驗線路與數(shù)據(jù)表格自擬。
(2) 將VCCS的輸出端接可調(diào)電阻負載RL,調(diào)節(jié)RL,分別測量相應的U2、I2,繪制VCCS的外特性曲線I2=f (U2),實驗線路與數(shù)據(jù)表格自擬。
3、電流控制電壓源的特性測試。
(1) 調(diào)節(jié)直流穩(wěn)流電源的輸出電流I1,記錄相應的U2值,繪制CCVS的轉(zhuǎn)移特性曲線U2=f (I1),并計算r值,與理論值比較。實驗線路與數(shù)據(jù)表格自擬。
(2) 將CCVS的輸出端接可調(diào)電阻負載RL,調(diào)節(jié)RL,分別測量相應的U2、I2,繪制CCVS的外特性曲線U2=f (I2),實驗線路與數(shù)據(jù)表格自擬。
4、電流控制電流源的特性測試。
?。?) 調(diào)節(jié)直流穩(wěn)流電源的輸出電流I1,記錄相應的I2值,繪制CCCS的轉(zhuǎn)移特性曲線I2=f (I1),并計算a值,與理論值比較。實驗線路與數(shù)據(jù)表格自擬。
?。?) 將CCCS的輸出端接可調(diào)電阻負載RL,調(diào)節(jié)RL,分別測量相應的U2、I2,繪制VCVS的外特性曲線I2=f (U2),實驗線路與數(shù)據(jù)表格自擬。
四、實驗儀器設備
1、數(shù)字萬用表
2、電工綜合實驗臺
3、DG03受控源實驗組件
五、預習思考及注意事項
1、受控電源與獨立電源相比,有何異同點?
2、四種受控源的轉(zhuǎn)移參數(shù)的意義是什么?如何測得?
3、受控源的控制特性是否適用于交流信號?
4、各受控源中的運算放大器應由直流電源(±15V)供電。
六、實驗報告要求
1、依據(jù)實驗目的和實驗原理,繪制各實驗線路圖,整理各組實驗數(shù)據(jù);
2、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在方格紙上分別繪出四種受控源的轉(zhuǎn)移特性曲線和外特性曲線,求出相應的轉(zhuǎn)移參數(shù),并加以討論說明;
3、分析實驗結(jié)果,討論誤差產(chǎn)生的原因;
4、總結(jié)對受控源的認識
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