运算放大器与受控电源

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1、运算放大器与受控电源实验目的实验原理实验仪器实验步骤实验报告要求实验现象实验结果分析实验相关知识实验标准报告实验目的加深对受控电源的理解。学习运算放大器的使用方法，形成有源器件的概念。测量电压控制型电流源和电压源，电流控制型电流源和电压源的特性。实验原理电压控制型电压源（VCVS）：由于运算放大器的输入端“+”、“−”为虚短路，所以又由于运算放大器的虚断特性，故有：考虑以上关系有：即运算放大器的输出电压u2受输入电压u1的控制，其电压比为：，称为电压放大系数。该电路是一个同相比例放大器。电压控制型电压源模型电压控制型电压源电路电压控制型电流源VCCS:运算放大器输出电流为，即只受输

2、入电压控制，与负载电阻无关（实际上为有限值）。转移电导为：。输入、输出无公共接地点，这种联接方式称为浮地联接。电压控制型电流源电压控制型电流源电流控制型电流源（CCVS）:由于运算放大器的“虚地”特性，流过电阻R的电流即为输入电流i1。运算放大器的输出电压为，即输出电压u2受输入电流i1控制。转移电阻为：电流控制型电压源模型电流控制型电压源电路电流控制型电流源（CCCS）:运算放大电路如图5.2.9（a）所示。由于正相输入端“+”接地，“－”端虚地，电路中d点的电压为，电流为，输出端电流，即输出电流i2受输入电流i1控制，与负载电阻无关。输出电流比为。电流控制电流源模型电流控制电流

3、源电路实验仪器双路稳压电源1台有源电路实验板1块直流电流表2只数字万用表1只可调电阻箱1只双路稳压电源电路实验板直流电流表数字万用表可调电阻箱实验步骤1.按图5.2.10测定电压控制型电压源的特性。（1）给R1=R2=2kΩ定，按照表5.2.1测定VCVS性能，并计算μ。给定值u1/V0.51.01.52.02.5VCVS测试值u1/V实测测试值u2/V计算值表5.2.1图5.2.10VCVS实验电路（2）在输出端接入可调RL电阻箱，改变阻值，u1=1.0V，测量电压控制型电压源的输出电压。给定值RL/Ω1k2k4k8kVCVS测试值u2/V按图5.2.11测定电压控制型电流源的特

4、性。给定u1=2V，R=2kΩ，RL接可调电阻箱，按照下表测定VCCS性能，并计算。实测给定值RL/V1k2k3k4k5kVCCS测试值i2/mA计算值图5.2.11VCCS实验电路给定RL=5kΩ，R=2kΩ，改变u1/V。给定值u1/V1.02.03.04.05.0VCCS测试值u1/V测试值i2/mA计算值按图5.2.12测定电流控制型电压源的特性给定，测定电流控制型电压源性能，并计算。实测给定值R1/Ω1k2k3k4k5k测试值i1/mAu2/V计算值图5.2.12CCVS实验电路将R1改为固定电阻2kΩ，，在输出端接入可调变阻箱RL给定值RL/Ω1k2k4k8kCCVS测

5、试值i1/mAu2/V按图5.2.13测定电流控制型电流源的特性。给定u1=2.0V，R1=R2=R3=2kΩ，测定RL由0～3kΩ变化时，i1、u2的值。（由此算得i2值），并计算β。图5.2.13CCCS实验电路给定值RL/Ω1k2k3ku1=2.0V，R1=R2=R3=2kΩ测试值RL/Ωi1/mAu2/V计算值i2/mAβ实测令RL=2kΩ，R1接可调电阻箱，测量电流控制型电流源的特性给定值R1/Ω1k2k4k8kCCCS测试值i1/mAi2/mAu2/V实验报告计算各受控源的、、和。分析各受控源的伏安特性。实验现象电压控制型电压源：输出端的电压随输入端的电压变化而变化。电

6、压控制型电流源：输出端的电流随输入端的电压变化面变化。电流控制型电压源：输出端的电压受输入端电流控制。电流控制型电流源：输出端的电流受输入端的流控制。实验结果分析电压控制型电压源电路中的R1和电流控制型电压源中的R对受控电源的参数起着什么作用？答：R1越大电压控制型电压源的电压放大系数越大。R越大电流控制型电压源的转移电阻越大。在有源电路实验中，影响测试精度的主要因素是什么？答：影响高度精度的主要因素：电路中电阻的精度。为什么输入电压或电流要在规定的范围内？答：使运算放大器工作在线性放大区域。实验相关知识预习要求相关知识点注意事项预习要求预习运算放大器的工作原理和使用方法预习正、负

7、电源的连接方法预习四种受控电源的基本原理及特性相关知识点电路和电路元件的分类受控电源注意事项在做此实验前，应检查运算放大器是否正常工作。运算放大器输出端不能与地短路，且输出电压不宜过高（应小于10V）。运算放大器外部电路需要改接时（包括改变负载电阻的阻值），应当先切断供电电源是否正常。实验标准报告一、实验目的加深对受控电源的理解。学习运算放大器的使用方法，形成有源器件的概念。测量电压控制型电压源和电流源，电流控制型电压源和电流源的特性。二、实验内容电压控制型电压源的特