电路分析实验讲义

实验要求：

1、按时上课，不迟到、早退，不无故旷课，有事有病要请假；

2、课前按实验讲义认真预习，将实验目的，实验原理按要求写在实验报告

上。

3、按要求设计实验方案，连接，线路，让指导教师检查后方可打开电源进

行实验。

4、认真如实地将实验数据记录在原始数据纸上，不得抄袭别人的实验数据。 5、认真完成实验报告，按时交实验报告。

6、实验成绩以预习，实验操作，实验报告综合构成，缺实验请在规定的时

间上补做，过期不补，缺两次实验成绩不及格。

7、实验严格按课表，不得随意交换，因故交换请提前说明，同意后方可。

指导教师：彭光含（15211300156）

2016年4月8日

实验一：受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验研究

一、实验目的

1． 了解用运算放大器组成四种类型受控源的线路原理 2． 测试受控源转移特性及负载特性

二、实验器材

KHDL—1电路原理实验箱、DY2105数字万用表

三、实验原理

1． 运算放大器（简称运放）的电路符号及其等效电路图

UDD in + ip + Un Up _ _ Uss _ Uo _ + + Un Up _ _ _ _ + ip + A0(Up-Un) U0 + in + b a 运算放大器是一个有源三端器件,它有两个输入端和一个输出端,若信号从“+”端输入，则输出信号与输入信号相位相同，故称为同相输入端；若信号从“-”端输入，则输出信号与输入信号相位相反，故称为反相输入端。运算放大器的输出电压为U0=A0(UP- Un)其中A0是运放的开环电压放大倍数，在理想情况下，A0与运放的输入电阻Ri均为无穷大，因此有UP =Un，ip= UP/Rip=0 in= Un /Rin=0这说明理想运放具有下列三大特征：（1）运放的“+”端与“—”端电位相等，通常称为“虚短路”。（2）运放输入端电流为零，及其输入电阻为无穷大。（3）运放的输出电阻为零。

2．运放的电路模型是一个受控源---电压控制电压源（VCVS），如图（b）所示，在它的外部接入不同的电路元件，可以构成四种基本受控源电路，以实现对输入信号的各种模拟运算或模拟变换。

3.所谓受控源，是指其电源的输出电压或电流是受电路另一支路的电压或电流所控制的。当受控源的电压（或电压）与控制支路的电压（或电流）成正比时，则该受控源为线性的。根据控制变量的不同可分为四类受控源：电压控制电压源（VCVS）、电压控制电流源（VCCS）、电流控制电压源（CCVS）、电流控制电流源（CCCS）。电路符号如图8-2所示。理想受控源的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，即从输入口看理想受控源或是短路（即输入电阻Ri=0，因而Ui=0）或是开路（即输入电导为零，因而输入电流i1=0），从输出口看，理想受控源或是一个理想电压源或是一个理想电流源。

VCV+ U1 μuU2 _ + U1 _ gmb VCCi2 a

2

CCCS CCVS i1 + + U2 _ rmi1 C _ ai1 i1 i2 d

4.受控源的控制端与受控端的关系称为转移函数

四种受控源转移函数参量的定义如下

（1） 电压控制电压源（VCVS）U2=f（U1）μ=U2/U1称为转移电压比（或电压增益） （2） 电压控制电流源（VCVS） I2=f（U1）gm=I2/u2称为转移电导。 （3） 电流控制电压源（CCVS）U2=f（I1）rm=U2/I1称为转移电阻。

（4） 电流控制电流源（CCCS）I2=f（I1） α=I2/I1称为转移电流比（或电流增益）。 5．用运放构成四种类型基本受控源的线路原理分析。

（1） VCVS

如图所示转移电压比: μ=U2/U1=1+R1/R2

（2） VCCS

如图所示,运放的输出电流il =iR=Un/R=U1/R即运放的输出电流只受输入电压的控制,与负载的大小无关。转移电导gm=il/ U1=1/R （S） up iL up iL U1 un 10k 10k RL U2 U1 1k un iR R RlU2 VCVS VCCS （3） CCVS

如图所示,运放的输出电压U2=-i1R=-isR，即输出电压只受输入电流的控制，与负载的大小无关。

转移电rm= U2/is

（4） CCCS

如图所示转移电流比:α=il/is=1+R1/R2 i1 R R1 i1 1k 1k un i2

un iL up

is up 1k R i LU2 s

CCVS CCCS iL RL U2 R2 3