实验四 VCCS CCVS的研究

实验四 VCCS及CCVS受控电源的实验研究

一、实验目的

1、熟悉四种受控电源的基本特性

2、掌握受控源转移参数的测试方法

二、内容说明

电源可分为独立电源（如干电池、发电机等）与非独立电源（或称受控源）两种，受控源在网络分析中已经成为一个与电阻电感、电容等无源元件同样经常遇到的电路元件，受控源与独立电源不同，独立电源的电动势或电激流是某一固定数值或某一时间函数，不随电路其余部分的状态而改变，且理想独立电压源的电压不随其输出电流而改变，理想独立电流源的输出电流与其端电压无关，独立电源作为电路的输入，它代表了外界对电路的作用，受控电源的电动势或电激流则随网络中另一支路的电流或电压而变化，它表示了电子器件中所发生的物理现象的一种模型，受控源又与无源元件不同，无源无件的电压和它自身的电流有一定的函数关系，而受控源的电压或电流则和另一支路（或元件）的电流或电压有某种函数关系，当受控源的电压（或电流）与控制元件的电压（或电流）成正比变化时，该受控源是线性的，理想受控源的控制支路中只有一个独立变量（电压或电流），另一个独立变量等于零，即从入口看，理想受控源或者是短路，即输入电阻R₁=0，因而V₁=0，或者是开路，即输入电导G₁=0因而输入电流I₁=0。从出口看，理想受控源或者是一理想电流源或者是一理想电压源。受控源有两对端钮，一对输出端钮，一对输入端钮，输入端用来控制输出端电压或电流大小，施加于输入端的控制量可以是电压或是电流，因此，有两种受控电压源即电压控制电压源VCVS，电流控制电压源CCVS，同样，受控电流源也有两种即电压控制电流源VCCS及电流控制电流源CCCS。

受控源的控制端与受控端的关系式称转移函数，四种受控源的转移函数参量分别用α、g_m、μ、r_m表示，它们的定义如下：

1．CCCS：α=i₂/i₁ 转移电流比（或电流增益）

2．VCCS：g_m=i₂/u₁ 转移电导

3．VCVS：μ=u₂/u₁转移电压比（或电压增益）

4．CCVS：r_m=u₂/u₁ 转移电阻

本次实验主要研究对象是VCCS（电压控制电流源）和CCVS（电流控制电压源）。

三、实验内容

1．测量受控源VCCS的转移特性I_L=f（U₁）及负载特性I_L=f（U₂），实验线路如图2所示

实验方法:

(1).按图1接线，接通VCCS电源。

(2).固定电阻R_L=2K，调节稳压电源输出电压U₁，使其在0-5V范围内取值，测量U₁及相应的I_L，绘制出I_L=f（U₁）曲线，并由其线性部分求出转移电导g_{m ,}g_m=

(3).保持U₁=2V,令R_L从0增加到5K,测量相应的I_L及U₂,绘制I_L=f（U₂）曲线。

2．测量受控源CCVS的转移特性U₂=f（I₁）及负载特性U₂=f（I_L）。

（1）实验线路如图2所示

（2）实验方法

① 按图2接线，接通电源。

② 调节稳流电源输出电流I₁，I₁为可调直流恒流源，R_L为可调电阻器。

③ 固定R_L=2K，调节直流恒流源输出电流，使其在0-0.8mA,范围内取值，测量I₁及其相应的U₂值，绘制U₂=f（I₁）曲线，并由其线性部分求出转移电阻rm 。

④

④ 保持I₁=0.3mA 令R_L从1KΩ增加至∞，测量U₂及I_L值，绘制U₂=f（I_L）曲线。

四、实验报告：

按实验要求，完成实验内容并写出实验报告。

第二篇：受控源VCVS、VCCS的实验研究

实验报告

电工电子实验中心

实验名称:受控源VCVS、VCCS

的实验研究

实验班级: 计算机

姓名:

学号:

实验台号:

指导老师:

实验日期: 2010.4.29

一、实验题目：受控源VCVS、VCCS的实验研究

二、实验目的：

通过测试受控源的外特性及其转移参数。进一步理解受控源的物理概念，加深对受控源的认识和理解。

三、实验仪器：DGJ-05型可变电阻箱、DGJ-08受控源实验电路板

四、实验电路：如下：

（1）

（2）

五、实验原理：

1、电源有独立电源（如电池、发电机等与非独立电源(或称为受控源)之分。

受控源与独立源的不同点是：独立源的电势Es或电流Is是某一固定的数值或是时间的某一函数，它不随电路其余部分的状态而变。而受控源的电势或点激流则是随电路中另一支路的电压后电流而变的一种电源。

受控源又与无源元件不同，无源元件两端的电压和它自身的电流有一定的函数关系，而受控源的输出电压或电流则和另一支路（或元件）的电流或电压有某种函数关系。

2、独立源与无源元件是二端器件，受控源则是四端器件，或称为双口元件。它有一对输入端（U1、I1）和一对输出端（U2、I2）。输入端可以控制输出端电压或电流的大小。施加于输入端的控制量可以是电压或电流，因而有两种受控电压源（即电压控制电压源VCVS和电流控制电压源CCVS）和两种受控电流源（即电压控制电流源VCCS和电流控制的电流源CCCS）。

3、当受控源的输出电压（或电流）与控制支路的电压（或电流）成正比变化时，则称该受控源是线性的。

理想受控源的控制支路中只有一个独立变量（电压或电流），另一个独立变量等于零，即从输入口看，理想受控源或者是短路（即输入电阻R1=0，因而U1=0）或者是开路（即输入电导G1=0，因而输入电流I1=0）；从输出口看，理想受控源或者是一个理想电压源或者是一个理想电流源。

4、受控源的控制端与受控端的关系式称为转移函数。

四种受控源的转移函数参量的定义如下：

（1）电压控制电压源（VCVS）：U2=f（U1），u=U2/U1 称为转移电压比(或电压增量）

（2）电压控制电流源（VCCS）：I2=f（U1）, ɡm=I2/U1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），a=I2/I1称为转移电流比（或电流增量）

六、实验步骤及内容：

1、用DGJ-09型受控源实验电路板和DGJ-05型电阻箱调试出如图（1）电路，测量受控源VCVS的转移特征性U2=f（U1）及负载特性U2=f（IL）：

（1）不接电流表，固定RL=2KΩ，调节稳压电源输出电压U1，测量U1及相应的U2值，记入表一，如下：