23受控源的研究

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1、2.3受控源的研究一、实验目的（1）仿真研究由集成运放构成的受控源。（2）研究由集成运放构成的受控源特性。二、受控源的仿真研究受控源可分为：电压控制电压源（VCVS）、电流控制电压源（CCVS）、电压控制电流源（VCCS）和电流控制电流源（CCCS）四种类型。所谓理想受控源，是指受控电源的控制端（输入端）和受控端（输出端）都是理想的。在控制端，控制量为电压的受控电源，其输入端电阻为无穷大（人=0）；控制量为电流的受控电源，其输入端电阻为零（5=0）；这样，控制端消耗的功率为零。在受控端，受控制电压源，其

2、输出电阻为零，输出电压为恒定；受控电流源，其输出电阻为无穷大，输出电流恒定，这点和理想独立的电压源、电流源相同。四种理想受控电源的控制关系为VCVS：U2=pUCCVS：U2=rl}VCCS：I2=gU}CCCS：I2=叭式屮，比r、g、和0称为控制系数，英屮，卩和B是无量纲的纯数，r具有电阻的量纲，g具有电导的量纲。当这些控制系数均为常数时，被控量与控制量成正比，这种受控源为线性受控源。图2.3・1市集成运放构成的电压控制电压源（VCVS）,输出电压Vo受输入电压Vi控制,其控制关系为R1R2图2.

3、3-1电压控制电压源（VCVS）匕=（1+警口KI利用电子工作平台（EWB）的参数扫描测量功能，可以对VCVS的转移特性卩2=»U和负载特性”2=f(IL)进行测量。1.转移特性测量在EWB的分析菜单中选择“参数扫描分析”，弹出参数扫描对话框如图2.3-2所示。测量转移特性时，以U1为变量，选择好取值范I韦I(1-5V)和扫描增量值(1V)o以节点2(U2)的电压为观测点，选择适当的扫描方式，按下参数扫描对话框中的仿真按钮，出现如图2.3-3所示的VCVS转移特性。U2随U1线性变化。图2.3-2转移

4、特性参数扫描对话框图2.3-3VCVS转移特性图2.3-4以R2为变量的参数扫描对话框，图2.3-5以R2为变量VCVS特性。改变R2,即改变控制系数，此时U2与U1仍是线性关系。图2.3-4以R2为变量的参数扫描对话框宀AnalysisGr^hs-Inlxi□

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12、IParameterVCVC.ewb103图2.3-5以R2为变量VCVS特性2.负载特性测量负载特性”2=WJ，表示负载电流变化时（通过改变图2.3-1中的R2）引起5变化的情况。在EWB的分析菜单中

13、选择“参数打描分析”，弹出参数扫描对话框如图2.3-6所示。测量负载特性时，以R3为变量，选择好取值范围（0」-10kQ）和扫描增量值（0」kQ）。以节点2（U2）的电压为观测点，选择适当的扫描方式，按下参数扫描对话框中的仿真按钮，出现如图2.3-7所示的VCVS负载特性。可见负载电流在一定范南变化时，U2不受其影响。具有理想电压源的负载特性。ParameterSweepSimulateSettransientoptionsSetACoptionsIslaJAl^lelIAnalysisStartval

14、ueI01kExidvalueI10dkSweeptype(LinearJIncrementstepsizeI01TkOutputnodeI2JSweepfor:—QDCOperatingPoint?「TransientAnalysis「ACFrequencyAnalysis图2.3-6负载特性参数扫描对话框Parametervcvc.ewb3.46.710R3Resistance(kOhms)S2.3-7VCVS负载特性三、实验器材与设备模拟电子技术实验箱;直流电压表；直流电流表；数字万用表；直流稳压

15、电源等。四、实验内容与要求（1）设计VCCS实验电路，接上受控源的电源，测量VCCS的转移特性12=gmU｝和负载特性/=/（/』，计算卧。（2）设计VCVS实验电路，接上受控源的电源，测量VCVS的转移特性和负载特性/=/（人），计算人（3）测量实际受控源VCCS和VCVS的控制量U

16、的调节范围。（4）受控源的链接（选做题目）1）把VCVS的输出经电阻分压后，输出给VCCS的输入端，实现两个受控源的链接。试设计出电路图，并确定分压电阻阻值。2）测量VCVS的输入电压U,和VCCS的输出电流【2,计算并

17、分析总的转移电导g,n=五、实验注意事项（1）运算放大器本身必须外接一组直流工作电源才能正常工作，电源电压不应超过规定数值（±15V）,以免损坏运算放大器。（2）实验中，作受控源的运算放大器输出端不能与地端短接，否则将损坏运算放大器。（3）实验电路确认无误之后，方可接通运算放大器的供电电源，每次在运算放大器外部换接电路元件时，必须事先断开供电电源。（4）在做电流源实验时，不要使电流源负载开路。（5）实验中数据有问题时，应首先检查供电电源是否