实验五受控源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、原理说明
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：独立源向外电路提供的电压或电流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。而受控源向外电路提供的电压或电流则是受电路中另一支路的电压或电流所控制的一种电源。
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。
图5-1
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和电流控制电流源CCCS）。它们的示意图见图5-1。
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) 压控电压源(VCVS)：U2＝f(U1)，μ＝U2/U1称为转移电压比（或电压增益）。
(2) 压控电流源(VCCS)：I2＝f(U1)，g＝I2/U1称为转移电导。
(3) 流控电压源(CCVS)：U2＝f(I1)，r＝U2/I1称为转移电阻。
(4) 流控电流源(CCCS)：I2＝f(I1)，β＝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)压控电压源（VCVS ）如图5—2所示。
图5—2
由于运放的虚短路特性，有：
1u u u ==-+ 2
122R u R u i ==- 又因运放的输入电阻为∞ 有21i i = 因此 121212*********)1()()(u R R R R R u R R i R i R i u +=+=
+=+= 即运放的输出电压u 2 只受输入电压u 1 的控制，与负载R L 大小无关。电路模型如图5—1(a)所示。 转移电压比 2
1121R R u u +==μ μ为无量纲，又称为电压放大系数。
这里的输入、输出有公共接地点，这种联接方式称为共地联接。
（2）压控电流源（VCCS ）如图 5—3 所示。
图 5—3
此时，运放的输出电流：
R
u R u i i R L 1===- 即运放的输出电流i L 只受输入电压u 1的控制，与负载R L 大小无关。电路模型如图5—1（b ）所示。 转移电导 ()S R u i g L 11==
这里的输入、输出无公共接地点，这种联接方式称为浮地联接。
（3）流控电压源（CCVS ）如图5—4所示
图5—4
由于运放的“+”端接地，所以u ＋= 0，“—”端电压u －也为零，此时运放的“—”端称为虚地点。显然，流过电阻R 的电流i 就等于网络的输入电流i S 。
此时，运放的输出电压R i R i u s -=-=12，即输出电压u 2只受输入电流i S 的控制，与负载RL 大小无关。电路模型如图5-1（c ）所示。
转移电阻 ()Ω==R i u r s
2 此电路为共地联接。
（4）流控电流源（CCCS ）如图5—5 所示
图5—5
1122R i R i u a -=-=
s L i R R i R R i R R i i i i ???? ?
?+=???? ??+=+=+=2112112112111 即输出电流i L 只受输入电流i S 的控制，与负载R L 大小无关。电路模型如图5-1（d ）所示。 转移电流比???
? ??+==211R R i i s L β β为无量纲，又称为电流放大系数。此电路为浮地联接。
三、实验设备
1、万用表
2、RXDI--1型电路原理实验箱
四、实验内容
1、 测量受控源VCCS 的转移特性 I L ＝f （U 1）及负载特性 I L ＝f （U 2）。
实验线路如图5-6。U1用可调直流稳压电源。
图5-6
(1) 固定R L＝2KΩ，调节稳压电源的输出电压U1，使其在0~8V范围内取值。测出相应的I L值，绘制I L＝f(U1)曲线，并由其线性部分求出转移电导g。
(2) 保持U1＝4V，令R L从0增至10KΩ，测出相应的I L及U2，绘制I L＝f（U2）曲线。
注意：（1）实验时将可调稳压电源负极与±12V电源公共地（GND）用实验导线连接到一起。
（2）输入电压不得超过10V，以免损坏运放电路。
（3）运算放大器是有源元件，需接 12v直流电源才能工作。
2、测量受控源CCVS的转移特性U2＝f（I s）与负载特性U2＝f（I L) 。
实验线路如图5-7，I S用可调直流恒流源。
(1) 固定R L＝2KΩ，调节恒流源的输出电流Is，使其在0~8mA 范围内取值。测出U2，绘制U2＝f(I s)曲线，并由其线性部分求出转移电阻r。
图5-7
(2) 保持Is＝3mA，令R L从1KΩ增至∞，测出U2及I L，绘制负载特性曲线U2＝f（I L）。
注意：实验时将可调直流恒流源负极与±12V电源公共地（GND）用实验导线连接到一起。
3、根据不同类型的受控源可以进行级联，以形成等效的另一类型的受控源，如受控源CCVS与VCCS进行适当的联接组成CCCS，如图5-8所示，其等效电路如图5-9所示。
图5-8
图5-9
（1）测量受控源CCCS 的转移特性I L＝f（Is）及负载特性I L＝f（U2），实验线路如图5-8。
注意：级联实验注意连线，前级CCVS连线如图5-7所示，所不同的是，其输出端不仅要接电阻，而且还要将其输出端用导线连接到VCCS的输入端。VCCS输出端的接法如图5-6所示。实验时注意CCVS输出电压的极性，可以根据实验情况倒换极性。
(2)保持Is＝1mA，令R L从0增至4 KΩ，测量I L及U2值，绘制I L＝f（U2）曲线。
4、受控源VCCS与CCVS进行适当的联接组成VCVS，如图5-10所示，等效电路如图5-11所示。测量受控源VCVS的转移特性U2＝f（U1）及负载特性U2＝f（I L）。
图5-10
图5-11
(1)按图5-10所示的电路图接线。固定R L＝2KΩ，调节稳压电源输出电压U1，使其在0~8V范
围内取值。测量U1及相应的U2值，记录之。
注意：级联实验注意连线，前级VCCS连线如图5-6所示，所不同的是，需在其输出端接一个100Ω（或200Ω）的电阻，同时还要将其输出端用导线连接到CCVS的输入端。CCVS输出端的接法如图5-7所示。实验时注意CCVS输出电压的极性，可以根据实验情况倒换极性。
绘制电压转移特性曲线U2＝f（U1），并由其线性部分求出转移电压比μ。
(2)保持U1＝4V，调节R L阻值从1KΩ增至∞，测U2及I L，绘制负载特性曲线U2＝f（I L）。
五、注意事项
1、每次组装线路，必须事先断开供电电源，但不必关闭电源总开关。
2、在用恒流源供电的实验中，不要使恒流源的负载开路。
3、实验中，注意运放的输入电压不得超过10V。
六、实验报告
1、受控源和独立源相比有何异同点？比较四种受控源的代号、电路模型、控制量与被控量的关系。
2、根据实验数据，分别绘出四种受控源的转移特性和负载特性曲线，并求出相应的转移参量。
3、如何由两个基本的CCVS 和VCCS 获得其它两个CCCS 和VCVS，它们的输入输出如何连接？
实验二 用FFT 做谱分析 一、实验目的 1. 进一步加深DFT 算法原理和基本性质的理解（因为 FFT 只是DFT 的一种快速算法，所以FFT 的运算结果必然满足DFT 的基本性质）。 2. 熟悉FFT 算法原理和FFT 子程序的应用。 3. 学习用FFT 对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法 二、实验原理 如果给出的是连续信号x a (t)，则首先要根据其最高频率确定抽样频率f s 以及由频率分辨率选择抽样点数N ，然后对其进行软件抽样(即计算 x(n)=x a (nT)，0≤n ≤N-1)，产生对应序列 x(n)。再利用MATLAB 所提供的库函数fft(n,x)进行FFT 计算 三、实验内容 ①实验信号： x1(n) = R4(n) x 2(n) = ?? ???≤≤-≤≤+n n n n n 其他,074, 830,1 x 3(n) = ?????≤≤-≤≤-n n n n n 其他,074, 330,4 x 4(n) = cos(πn /4) x 5(n) = sin(πn /8) x 6(t) = cos8πt + cos16πt + cos20π FFT 变换区间及x 6(t)抽样频率fs x 1(n) , x 2(n) , x 3(n) , x 4(n) , x 5(n)：N = 8 , 16 x 6(t)：f s = 64(Hz) , N = 16 , 32 , 64 ②MATLAB 程序代码 N1=8; N2=16; x1=ones(1,4); x2=[1:4,4:-1:1]; x3=[4:-1:1,1:4]; n=0:1:16; x4=cos(pi*n/4);
受控源的研究实验报告 一、实验目的： 1. 获得运算放大器的感性认识，了解由运算放大器组成各类受控源的原理和方法，理解受控源的实际意义。 2. 掌握受控源特性的测量方法。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。 二、实验原理： 1、运算放大器的基本原理（在上一次实验中已经介绍了，本次再补充说明一下） 运算放大器是一种有源二端口元件，图3-1是理想运算放大器的模型及其电路符号。 它有两个输入端，一个输出端和一个对输入、输出信号的参考地线端。信号从“－”端输入时，其输出信号U0与输入信号反相，故称“－”端为反相输入端；信号从“＋” 端输入时，其输出信号U0与输入信号同相，故称“＋”端为同相输入端。U0为输出端的对地电压，AO是运放的开环电压放大倍数，在理想情况下，AO和输入电阻Ri均为无穷大，而输出电阻RO为零。 理想运算放大器的电路模型为一个受控源，它具有以下重要的性质：当输出端与反相输入端“－”之间接入电阻等元件时，形成负反馈。这时，“－”端和“＋”端是等电位的，称为“虚短”，若其中一个输入端接地，另一输入端虽然未接地，但其电位也为0，称它为“虚地”；理想运算放大器的输入端电流约等于0。上述性质是简化分析含有运算放大器电路的重要依据。 本实验将研究由运算放大器组成的4种受控源电路的特性，选用LM741型或LM324型的集成运算放大器。LM741运算放大器的引脚功能如图3-2所示。
2、由运算放大器构成四种受控源的原理 （1）电压控制电压源（VCVS） 上图电路是由运算放大器构成的电压控制电压源，图中是反馈电阻，是负载电阻。因为 ，且 所以， 又因为
备注：（1）、按照要求独立完成实验内容。 （2）、实验结束后，把电子版实验报告按要求格式改名，由实验教师批阅记录后；实验室 统一刻盘留档。 实验五 用FFT 对信号做频谱分析 一、实验目的 学习用FFT 对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及其原因，以便正确应用FFT 。 二、实验原理 用FFT 对信号作频谱分析是学习数字信号处理的重要内容。经常需要进行谱分析的信号是模拟信号和时域离散信号。对信号进行谱分析的重要问题是频谱分辨率D 和分析误差。频谱分辨率直接和FFT 的变换区间N 有关，因为FFT 能够实现的频率分辨率是 ，因此要求 。可以根据此式选择FFT 的变换区间N 。误差主要来自于用FFT 作频谱分析时，得到的是离散谱，而信号（周期信号除外）是连续谱，只有当N 较大时离散谱的包络才能逼近于连续谱，因此N 要适当选择大一些。 周期信号的频谱是离散谱，只有用整数倍周期的长度作FFT ，得到的离散谱才能代表周期信号的频谱。如果不知道信号周期，可以尽量选择信号的观察时间长一些。 对模拟信号进行谱分析时，首先要按照采样定理将其变成时域离散信号。如果是模拟周期信号，也应该选取整数倍周期的长度，经过采样后形成周期序列，按照周期序列的谱分析进行。 三、实验内容（包括代码与产生的图形及分析讨论） 1. 对以下序列进行谱分析: 1423()() 1,03 ()8,47 0, 4,03()3, 470, x n R n n n x n n n n n n x n n n n =+≤≤?? =-≤≤???-≤≤?? =-≤≤???
选择FFT 的变换区间N 为8和16 两种情况进行频谱分析。分别打印其幅频特性曲线, 并进行对比、分析和讨论。 解：（1）)(1n x 代码如下： x1n=[ones(1,4)]; X1k8=fft(x1n,8); X1k16=fft(x1n,16); subplot(2,1,1);mstem(X1k8); title('(1a) 8μ?DFT[x_1(n)]');xlabel('|?/|D');ylabel('·ù?è'); axis([0,2,0,1.2*max(abs(X1k8))]) subplot(2,1,2);mstem(X1k16); title('(1b)16μ?DFT[x_1(n)]');xlabel('|?/|D');ylabel('·ù?è'); axis([0,2,0,1.2*max(abs(X1k16))]) 图形如下： ω/π 幅度 (1a) 8点DFT[x 1(n)] ω/π 幅度 (1b)16点DFT[x 1(n)] （2）)(2n x 代码如下： M=8;xa=1:(M/2); xb=(M/2):-1:1; x2n=[xa,xb];
大连东软信息学院 学生实验报告 课程名称：_电路分析_________ 专业班级：_微电子14001班 _ 姓名：___刘盛意_,殷俊______ _ 学号：_14160600105，14160600119_____ 2014--2015 学年第 2 学期
实验报告注意事项 1. 课前必须认真预习实验，认真书写预习报告，了解实验步骤，未预习或预习 达不到要求的学生不准参加实验； 2. 实验完毕，必须将结果交实验指导教师进行检查，并将计算机正常关机、将 仪器设备、用具及椅子等整理好，方可离开实验室； 3. 按照实验要求书写实验报告，条理清晰，数据准确； 4. 当实验报告写错后，不能撕毁，请在相连的实验报告纸上重写； 5.实验报告严禁抄袭，如发现抄袭实验报告的情况，则抄袭者与被抄袭者该次 实验以0分计； 6. 无故缺实验者，按学院学籍管理制度进行处理； 7. 课程结束后实验报告册上交实验指导教师，并进行考核与存档。
实验项目(受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验) —预习报告 项目 名称实验一受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验 实验 目的 及 要求 l.学习使用基本电学仪器及线路连接方法。 2.掌握测量电学元件伏安特性曲线的基本方法及一种消除线路误差的方法。 3.学习根据仪表等级正确记录有效数字及计算仪表误差。 100mA量程，0.5级电流表最大允许误差mA 5 . % 5 . mA 100= ? = ? m x，应读到小数点后1位，如42.3(mA) 3V量程，0.5级电压表最大允许误差V 015 . % 5 . V 3= ? = ? m V，应读到小数点后2位，如2.36(V) 4．了解用运算放大器组成四种类型受控源的线路原理。 5．测试受控源转移特性及负载特性。 实验 内容 及 原理 1、运算放大器（简称运放）的电路符号及其等效电路如图A所示。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： U O =A O （U P -U n ） 其中A O 是运放的开环电压放大倍数，在理想情况下，A O 与运放的输入电阻R 1均为无穷大，因此有 U P =U n i P =U P /R iP =0 i n =U n /R in =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，即其输入电阻为无穷大。 （3）运放的输出电阻为零。 以上三个重要的性质是分析所有具有运放网络的重要依据，要使运放工作，还须接有正、负直流工作电源（称双电源），有的运放也可用单电源工作。
一、实验项目名称 谱分析 没下载券联系企鹅2417677728给你传原文件 二、实验目的 研究不同类型的窗函数，研究一些不同的方法来测试窗的性能：专注于有关窄带信号的几个不同的情形 三、实验内容与步骤 1.实验原理 信号是无限长的，而在进行信号处理时只能采用有限长信号，所以需要将信号“截断”。在信号处理中，“截断”被看成是用一个有限长的“窗口”看无限长的信倍号，或者从分析的角度是无限长的信号()x t 乘以有限长的窗函数()w t ，由傅里叶变换性质可知 1 ()()()*()2x t w t X j W j ωωπ ? 如果()x t 是频宽有限信号，而()w t 是频宽无限函数，截断后的信号也必是频宽无限信号，从而产生所谓的频谱泄漏。频谱泄漏是不可避免的，但要尽量减小，因此设计了不同的窗函数满足不同用途的要求。从能量的角度，频谱泄漏也是能量泄漏，因为加窗后，使原来的信号集中在窄频带内的能量分散到无限的频宽范围。 Matlab 信号处理工具箱提供了8种窗函数： (1)函数boxcar()用于产生矩形窗，调用格式： w=boxcar(N) 其中，N 为窗长度，w 为返回的窗函数序列。 矩形窗的表达式为 1 01()()0 N n N w n R n n ≤≤-?==? ?其它 (2)函数Hanning()用于产生汉宁窗，调用格式： w=hanning(N) Hanning 窗表达式为 212()sin ()1cos ()121N N n n w n R n R n N N ππ?? ????==- ? ???--????? ? (3)函数Hamming()用于产生汉明窗，调用格式为 w=hamming(N) 汉明窗的表达式为
实验七受控源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、原理说明 1．运算放大器（简称运放）的电路符号及其等效电路如图8－1所示： 图6－1 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 u ＝A (u p -u n ) 其中A 是运放的开环电压放大倍数，在理想情况下，A 与运放的输入电阻R i 均为无穷大，因此有 u p ＝u n R u i ip p p = =0 R u i in n n = = 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，即其输入电阻为无穷大。 （3）运放的输出电阻为零。 以上三个重要的性质是分析所有具有运放网络的重要依据。要使运放工作，
还须接有正、负直流工作电源（称双电源），有的运放可用单电源工作。 2、理想运放的电路模型是一个受控源—电压控制电压源（即VCVS），如图8－1(b)所示，在它的外部接入不同的电路元件，可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（或电流）与控制支路的电压（或电流）成正比时，则该受控源为线性的。根据控制变量与输出变量的不同可分为四类受控源：即电压控制电压源（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R i ＝0，因而u 1 ＝0）或是开路（即输入电导G i ＝0，因而输入 电流i 1 ＝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。 图6－2 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）压控电压源（VCVS） U 2＝f(U 1 ) μ＝U 2 /U 1 称为转移电压比（或电压增益）。 （2）压控电流源（VCCS） I 2＝f(U 1 ) g m ＝I 2 /U 1 称为转移电导。
受控源实验报告 一、实验目的 了解用运算放大器组成四类受控源的线路原理，测试受控源的转移特性及负载特性，加深对CCCS，CCVS，VCVS，VCCS特性的认识。 二、实验环境 VICTOR VC890D万用电表、面包板、CPC-型电路基础实验箱 三、实验原理 受控源具有电源的特性，他同独立电源一样能对外提供电压或电流，但它与独立电源的区别是它的输出量受控于输入量，即受控于电路的其它部分的电压或电流。独立电源可以看作是一个二端电阻器，它总是非线性的，而受控电源可以是线性定常的、时变的，也可以是非线性定常的、时变的。由于系数α、g、μ及r是常数，所以由它们表征的受控源是线性定常元件。受控源可分为以下四类：CCCS，CCVS，VCVS，VCCS。 四、实验步骤 1、在电路实验箱上搭建电压源控制电压源相关的实验电路。 2、调节电压旋钮，改变输入电压的值，测出输出电压的值。 3、在电路实验箱上搭电压源控制电流源的相关实验电路。
4、首先先改变负载电阻的大小，把万用表调至电流档，测量电流I2的大小并记录。 五、实验图和数据 1.电压控制电压源 1. U0（V）0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 U1 (V) 0.237 0.420 0.610 0.822 10.03 U0和U1相差2倍关系 2.电压控制的电流源
R1 50 100 200 500 1000 i 0.308 0.306 0.306 0.306 0.307 R1的改变不影响i的值 结论：实验表明电压源和电流源的值都不会被外电路改变，它们都是独立存在的。 四、实验总结 本次实验我了解了受控源，受控源是电子器件抽象而来的一种模型，它是表明电子器件内部发生的物理现象的一种模型，用以表明电子器件的“互参数”或电压、电流“转移”的一种方式而已。第一种它起着线性放大器的作用。
实验六 用FFT 作谱分析 一、实验目的 1．进一步加深DFT 算法原理和基本性质的理解。 2．熟悉FFT 算法原理和FFT 子程序的应用。 3．学习用FFT 对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及原因，以便在实际中正确应用FFT 。 二、实验内容 1．对所给的六个信号逐个进行谱分析。x1(n),x2(n),x3(n),x4(n),x5(n):N ＝8和16。x6(n)：fs ＝64(hz)，N ＝16，32，64。 2．x(n)=x4(n)+x5(n),计算8点和16点离散傅立叶变换，根据DFT 的对称性，由x(n)求出X4(k)=DFT[x4(n)]和X5(k)=DFT[x5(n)]，并与①中的结果比较。 3．x(n)=x4(n)+jx5(n),计算8点和16点离散傅立叶变换，根据DFT 的对称性，由x(n)求出X4(k)=DFT[x4(n)]和X5(k)=DFT[x5(n)]，并与①中的结果比较。 三、实验程序 调用实验六FFT 谱分析软件包 四、实验结果分析 1．对信号x1(n)=???≤≤其他 ,041,1n 进行谱分析，其FFT 变换区间分别是8和16。 2．对信号x2(n)=?? ???≤≤-≤≤+其他,074,830,1n n n n 进行谱分析，其变换区间分别是8和16。 3．对信号x3(n)=?? ???≤≤-≤≤-其他,074,330,4n n n n 进行谱分析，其变换区间分别是8和16。 4．对信号x4(n)=cos n 4π 进行谱分析，其变换区间分别是8和16。 5．对信号x5(n)=sin n 8 π 进行谱分析，其变换区间分别是8和16。 6．对信号x6(n)=cos t π8+cos t π16+cos t π20 进行谱分析，其变换区间分别是16、32和64。 7．对信号x 7(n)= x 4(n)＋x 5(n)进行谱分析，其变换区间分别是8和16。根 据DFT 的对称性，由x 7(k)求出x 4(k)和x 5(k)，并与4、5的结果比较，可 见所得信号相同。
高效液相色谱分析HBIW产品纯度 指导老师：李玉洁 组员：居马赞（20092073）周续源（20092098）班级：09310901 一、实验目的 1.理解高效液相色谱原理: 2.了解高效液相色谱站工作原理； 3.掌握HBIW的纯度分析方法。 二、实验原理 高效液相色谱（high performance liquid chromatography，HPLC）是20世纪60年代末，在经典也想色谱和气象色谱的基础上发展起来的一种具有高灵敏度、高选择性的高效快速分离分析技术。与经典液相色谱相比较，HPLC采用微球填料（5-10μm），使用了高压输液泵，所以传质快、柱效高（可达20000-80000塔板/米），能分离多组分复杂混合物或性质及相近的同分异构体，并可实现快速分离。高效液相色谱还可以称为高压液相色谱（high pressure liquid chromatography），高速液相色谱（high speed liquid chromatography）、高分力度液相色谱（high resolution liquid chromatography）或现代液相色谱（modern liquid chromatography）。 HPLC法原理：一固液色谱法为例。固定相是固相吸附剂，它们是一些多孔性的极性微粒物，如硅胶、氧化铝等。它们的表面存在着分散的吸附中心，溶质分子流动相分子在吸附剂表面呈现的吸附活性中心上进行竞争吸附，这种作用还存在于不同荣哲分子间，以及同一溶质分子中不同官能团之间。由于这些竞争作用，便形成不同溶质在吸附剂表面的吸附、解吸平衡，这就是液相色谱具有选择性分离能力的基础。本实验所采用的HPLC就是液相色谱。 HPLC色谱仪简介：高效液相色谱仪分为分析型和制备型，虽然它们的性能各异，应用范围不同，但其基本组件类似。主要部件如下：储液罐、高压输液泵、进样装置、色谱柱、检测器数据处理装置等。 HPLC法的特点：高效液相色谱采用液体流动相，流动相也影响分离过程，这对分离的控制和改善提供了额外的因素，它能分析气象色谱不能分析的高沸点有机物、高分子和热稳定性差的化合物以及具有生物活性的物质。在全部有机化合物中，仅有20%的样品可用气相色谱分析，其它80%的样品可用高效液相色谱分析。HPLC易于对样品定量回收，这对任何规模的植被突然别有利。在很多情况下，HPLC不仅是作为分析方法，更多的是作为一种分离手段，用以提纯和制备具有足够纯度的单一物质。 HPLC谱有多种定量分析方法，如：峰面积（高峰）百分比法；校正归一化法；外标法和内标法。 HBIW纯度分子方法：本实验采用反相液相色谱法，它是以极性物质做流动相，非极性物质作固定相的一种色谱方法。反相液相色谱分析中常用的流动相有甲醇、乙腈、四氢呋喃和水。本实验采用四氢呋喃/谁为流动相。 三、实验步骤 实验材料：纯净水（，用前须过滤）；甲醇（分析纯，用前须过滤）；四氢呋喃（分 析纯，用前须过滤）；HBIW（自制）。
第六次实验 ——受控源的研究 智能一班陈明 一、实验目的： 1）加深对四种受控源的认识和理解； 2）熟悉由运算放大器组成受控源电路的分析方法,了解运算放
大器的应用； 二、实验原理： 受控源是一种非独立电源，它对外也可提供电压或电流，但它与独立源不同，这种电源的电压或电流受电路其它部分的电流或电压的控制。根据控制量的不同，受控源可分为四类种：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 。当受控源的电压和电流（称为受控量）与控制支路的电压或电流（称为控制量）成正比变化时，受控源是线性的。 三、实验环境/仪器： CPC-1型电路基础实验箱（含μA741芯片），可插在实验箱的导线若干，VICTOR VC890D万用电表一个 附：μA741芯片引脚图： 四、电路图/数据： 1）电压控制电压源（VCVS）：
简要说明： R1=10KΩ，R2=4.7KΩ，Uin为输入电压，Uout为输出电压 转移电压比（实际）：μ=Uout/Uin; 转移电压比（理论）：μ=（1+R2/R1）=1.470； 实验数据（实验室）： Uin/V 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 Uout/V 0.149 0.296 0.443 0.591 0.738 μ（实际） 1.490 1.480 1.478 1.478 1.476 μ（理论） 1.470 实验数据（仿真）： Uin/V 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 Uout/V(实际) 0.149 0.296 0.443 0.590 0.737 μ（实际） 1.490 1.480 1.478 1.475 1.474 μ（理论） 1.470 2）电压控制电流源（VCCS）：
实验五谱分析 一.实验原理 信号是无限长的，而在进行信号处理是只能采用有限长信号，所以需要将信号“截断”。在信号处理中，“截断”被看成是用一个有限长的“窗口”看无限长的信号，或者从分析的角度是无限长的信号乘以有限长的窗函数。 二.实验内容 1、用matlab编程绘制各种窗函数的形状。 2、用matlab编程绘制各种窗函数的幅频响应。 矩形窗 N=20;n=0:(N-1);w=boxcar(N);subplot(211);stem(n,w);title('形状');[H,W]=dtft(w,1024); subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H)); title('幅频响应');02468101214161820 -0.5-0.4-0.3-0.2-0.10 0.10.20.30.40.5 05 10 15 20 矩形窗幅频响应
汉宁窗 N=20;n=0:(N-1);w=hanning(N);subplot(211);stem(n,w);title('形状');[H,W]=dtft(w,1024); subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H)); title('幅频响应');02468101214161820 -0.5-0.4-0.3-0.2-0.1 00.10.20.30.40.5 05 10 15 汉宁窗幅频响应 汉明窗 N=20;n=0:(N-1);w=hamming(N);subplot(211);stem(n,w);title('形状');[H,W]=dtft(w,1024); subplot(212);plot(W/2/pi,abs(H)); title('幅频响应');
实验受控源的实验研究 一、目的 1、通过仿真测试，研究受控源的外特性及其转移参数。 2、理解受控源的物理概念，加深对受控源的认识和理解。 二、内容 1、测试受控源VCVS的转移特性 U2=f(U 1) 及负载特性 U2=f(I L) 1）启动 EWB 2）创建测试电路如图 1 所示 图 1 2）R L=2kΩ , 调节稳压电源输出电压U1（0-8V）, 调用参数分析 (parameter sweep) 功能，得出 U1和 U2值填入表 1-1 中，观 察并打印转移特性曲线 U2=f(U 1) ，并求出转移电压比μ 。 V1 (V)012345678 V2 (V)00.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 表1-1
3）保持 U1=2V,接入电流表，电路如图，调节电阻 R L (50- ∞Ω), 仿真得出相应 U 2及 I L，填入表 1-2 中，用坐标纸绘出负载特性曲 线 U2=f(I L) 。 表1-2 R L50701002003004005001000 ( Ω ) V21． 0001． 0001． 0001． 0001．0001． 0001．0001． 000 (V) I L20． 0014． 2910．005． 0013．3342． 5012．0010． 000 (mA) 2、测试受控源 VCCS的转移特性 I L=f(U 1) 及负载特性 I L=f(U 2 ) 1)创建测试电路如图示 ..
2)R L=2KΩ , 调节稳压电源输出电压 U1 (1-8V), 仿真得出相应 I L值， 填入表 3 中，调用参数分析 (parameter sweep) 功能，观察并 打印特性曲线 U2=f(U 1) ，由 U2与 I L关系可求 I L=f(U 1) 曲线， 并据此求出转移电导 gm。 V1 (V)12345678 I L (mA)-1.500-3.00-4.498-6.00-7.50-9.00-10.5-12.00 表 3 3) 保持 U1=2V,从大到小调节电阻R L (50-1 Ω),仿真得出U2及I L，
实验 受控源研究 一． 实验目的 1. 加深对受控源的理解； 2. 熟悉由运算放大器组成受控源电路的分析方法，了解运算放大器的应用； 3. 掌握受控源特性的测量方法。 二． 二． 实验原理 1. 1. 受控源向外电路提供的电压或电流是受其它支路的电流或电压的控制，因而受控源是 口元件：一个为控制端口，或称输入端口，输入控制量（电压或电流），另一个为受控端或称输出端口，向外电路提供电压或电流。受控端口的电压或电流，受控制端口的电压或 流的控制。根据控制变量与受控变量之间的不同组合，受控源可分为四类： （1） （1） 电压控制电压源（VCVS ）：如图8-1（a ）所示，其特性为： 21u u μ=其中： 2 1u u μ= 称为转移电压比（即电压放大倍数）。 （2） （2） 电压控制电流源（VCCS ）：如图8-1（b ）所示，其特性为： 21i gu =其中： 2 1m i g u = 称为转移电导。 （3） （3） 电流控制电压源（CCVS ）：如图8-1（c ）所示，其特性为： 21u ri =其中： 2 1u r i = 称为转移电阻。 （4） （4） 电流控制电流源（CCCS ）：如图8-1（d ）所示，其特性为： 21i i β= （5） 其中： 2 1i i β= 称为转移电流比（即电流放大倍数）。
2. 2. 用运算放大器组成的受控源 运算放大器的电流符号如图8-2所示，具有两个输入端：同向输入端 u +和反向输入端 u -，一输出端 o u 。放大倍数为 A ，则 ()o u A u u +-=- 对于理想运算放大器，放大倍数 A 为，输入电阻为 ∞，输出电阻为 0，由此可得两个特性： 特性1： u u +-= 特性2： 0i i +-== （1） （1） 电压控制电压源（VCVS ） 电压控制电压源电路如图8-3所示。由运算放大器的特性1可知： 1u u u + -== 则 11 1 R u i R = 221 2 R u u i R -=
实验5红外吸收光谱法结构分析初步 一、实验目的 1.掌握一般固体固体试样的制样方法以及压片机的使用方法。 2.了解红外光谱仪的工作原理。 3.掌握红外光谱仪的一般操作。 二、实验原理 红外吸收光谱是由于分子中振动能级的跃迁（同时伴随着转动能级的跃迁）而产生的。由于不同物质或同一物质的不同聚集态中各基团固有的振动频率不同或结构的不同，导致所产生的吸收谱带的数目、位置、形状以及强度的不同，因此我们可根据物质的红外吸收光谱来判断该物质或其某个或某些官能团是否存在。 本实验是根据间硝基苯甲酸上几个官能团的特征吸收峰来鉴别该物质的。 三、仪器和试剂 1.仪器：MB104、FTIR2000或其他型号的红外光谱仪，压片机，模具和试样，玛瑙研钵，不锈钢药匙，不锈钢镊子，红外烘灯。 2.试剂：间硝基苯甲酸（AR），KBr(光谱纯)，无水乙醇（AR），棉球。 四、实验内容 1.准备工作 （1）打开红外分光光度计开关，预热20min，打开电脑。 （2）用无水乙醇棉球擦洗玛瑙研钵，用红外烘灯烘干。 2.试样的制备 （1）试样处理取试样1-2mg，加大约100倍试样量的KBr于玛瑙研钵中研磨，在红外烘灯下边烘边研。一般试样用力研磨20min，高分子试样需要更长时间。 （2）装模取出模具，准确套上模膛，放好垫片，将制好的试样均匀的抖入模膛内，试样量以能压片为准，在能成片的基础上越薄越好。再放入另一个垫片，装上插杆。 （3）压片将模具置于压片机工作台中心，旋动压力丝杆将模具顶紧，顺时针关闭放油阀，摇动油泵把手，使压力上升至15MPa，保持5min。 （4）脱模逆时针拧开放油阀，旋松压力丝杆，轻轻地取出模具，与装模顺序相反取出试样。将试样放在固体试样池上。 3.吸收光谱 （1）打开灯电源 （2）点击GRAMS AI图标，红外分光光度计软件。 （3）背景扫描：点击Collect→Collect→Background.spc→进入自己的文件夹（或新建文件夹），并输入文件名保存→Background→Ok Collect 得到试样的红外光谱图。 （4）试样图谱扫描：将试样放在仪器的试样夹上，点击Collect→Collect→normal →%Trans→输入试样名→Ok Collect得到试样的红外光谱图。 （5）谱图后处理：点击Edit→Peak picker→Show peak marks for all traces→选择合适的参数，给图谱标峰。若需要打印点击File→Print （6）将盐片或研钵擦洗干净，收拾桌面。关闭主机上的灯电源。 4.结束工作 （1）关闭红外工作软件，电脑电源 （2）用水清洗玛瑙研钵、不锈钢镊子、药匙，然后用酒精棉球擦拭，在红外烘灯下烘干。 （3）清理台面，填写仪器使用记录。
《实验报告》受控源
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大连东软信息学院 学生实验报告 课程名称：_电路分析_________ 专业班级：_微电子14001班 _ 姓名：___刘盛意_,殷俊______ _ 学号：_14160600105，14160600119_____ 2014--2015 学年第 2 学期
实验报告注意事项 1. 课前必须认真预习实验，认真书写预习报告，了解实验步骤，未预习或预习 达不到要求的学生不准参加实验； 2. 实验完毕，必须将结果交实验指导教师进行检查，并将计算机正常关机、将 仪器设备、用具及椅子等整理好，方可离开实验室； 3. 按照实验要求书写实验报告，条理清晰，数据准确； 4. 当实验报告写错后，不能撕毁，请在相连的实验报告纸上重写； 5.实验报告严禁抄袭，如发现抄袭实验报告的情况，则抄袭者与被抄袭者该次 实验以0分计； 6. 无故缺实验者，按学院学籍管理制度进行处理； 7. 课程结束后实验报告册上交实验指导教师，并进行考核与存档。
实验项目(受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验) —预习报告 项目 名称实验一受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验 实验 目的 及 要求 l.学习使用基本电学仪器及线路连接方法。 2.掌握测量电学元件伏安特性曲线的基本方法及一种消除线路误差的方法。 3.学习根据仪表等级正确记录有效数字及计算仪表误差。 100mA量程，0.5级电流表最大允许误差mA 5 . % 5 . mA 100= ? = ? m x，应读到小数点后1位，如42.3(mA) 3V量程，0.5级电压表最大允许误差V 015 . % 5 . V 3= ? = ? m V，应读到小数点后2位，如2.36(V) 4．了解用运算放大器组成四种类型受控源的线路原理。 5．测试受控源转移特性及负载特性。 实验 内容 及 原理 1、运算放大器（简称运放）的电路符号及其等效电路如图A所示。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： U O =A O （U P -U n ） 其中A O 是运放的开环电压放大倍数，在理想情况下，A O 与运放的输入电阻R 1均为无穷大，因此有 U P =U n i P =U P /R iP =0 i n =U n /R in =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，即其输入电阻为无穷大。 （3）运放的输出电阻为零。 以上三个重要的性质是分析所有具有运放网络的重要依据，要使运放工作，还须接有正、负直流工作电源（称双电源），有的运放也可用单电源工作。
实验五 受控源的实验研究 一、 实验目的 1、了解用运算放大器组成的受控源的线路原理。 2、测试受控源转移特性及负载特性。 二、 原理说明 1、运算放大器（简称运放）的电路符号及其等效电路如图5-1所示： 图 5-1 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： ()n P u u A u -=00 其中0A 是运放的开环电压放大倍数，在理想情况下，0A 与运放的输入电阻i R 均为无穷大，因此有： n P u u = 0== iP P P R u i 0==in n n R u i 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） 运放的输入端电流为零，即其输入电阻为无穷大，通常称为“虚断路”。 （3） 运放的输出电阻为零。 以上三个重要的性质是分析所有具有运放网络的重要依据。要使运放工作，还须接有正、负直流工作电源（称双电源），有的运放可用单电源工作。 2、理想运放的电路模型是一个受控源——电压控制电压源（即VCVS ），如图5-1所示，在它外部接入不同的电路元件，可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输出电流是受电路的另一支路的电压或电流所控制的。当受控源的电压（或电流）与控制支路的电压（或电流）成正比时，则该受控源为线性的。根据控制变量与输出变量的不同可以分为四类受控源：即电压控制电压源（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5-2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），另一变量为零，即从输入口看理想受控源或是短路（即输入电阻0=i R ，因而0=i u ）或是开路（即输入电导0=i G ，因而输入电流0=i i ），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。 图 5-2 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） 压控电压源（VCVS ） ()12U f U = 12U U =μ称为转移电压比。 （2） 压控电流源（VCCS ） ()12U f I = 12U I g m =称为转移电导 （3） 流控电压源（CCVS ） ()12I f U = 12I U r m =称为转移电阻 （4） 流控电流源（CCCS ） ()12I f I = 12I I =α称为转移电流比 5、用运放构成四种类型基本受控源的线路原理分析 （1） 压控电压源（VCVS ） 如图5-3所示 由于运放的虚短路特性，有
《数字信号处理》 实践报告 题 目： 实验二 用FFT 做谱分析 1. 实验目的 (1) 进一步加深DFT 算法原理和基本性质的理解（因为 FFT 只是DFT 的一种快 速算法，所以FFT 的运算结果必然满足DFT 的基本性质）。 (2) 熟悉FFT 算法原理和FFT 子程序的应用。 (3) 学习用FFT 对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法，了解可能出现的 分析误差及其原因，以便在实际中正确应用FFT 。 2. 实验步骤 (1) 复习DFT 的定义、性质和用DFT 作谱分析的有关容。 (2) 复习按时间抽选法FFT 算法原理及相应的运算流图 (3) 编制信号产生子程序，产生以下典型信号供谱分析用： x1(n) = R4(n) x 2(n) = ?????≤≤-≤≤+n n n n n 其他,074, 830,1
x 3(n) = ?????≤≤-≤≤-n n n n n 其他,074, 330,4 x 4(n) = cos(πn /4) x 5(n) = sin(πn /8) x 6(t) = cos8πt + cos16πt + cos20πt 应当注意，如果给出的是连续信号x a (t)，则首先要根据其最高频率确定抽样频率f s 以及由频率分辨率选择抽样点数N ，然后对其进行软件抽样(即计算 x(n)=x a (nT)， 0≤n ≤N-1)，产生对应序列 x(n)。对信x 6(t)，频率分辨率的选择要以能分辨开其中的三个频率对应的谱线为准则。对周期序列，最好截取周期的整数倍进行谱分析，否则有可能产生较大的分析误差。请实验者根据DFT 的隐含周期性思考这个问题。
数字信号处理实验五 用FFT做频谱分析 实验目的： (1)通过本实验，加深对DTFT和IDFT以及DFT和FFT的理解，熟悉FFT子程序 (2)熟悉应用FFT对典型信号进行频谱分析的方法 (3)了解应用FFT进行信号频谱分析过程中可能出现的问题，以便在实际中正确应用FFT (4)熟悉应用FFT实现两个序列线性卷积的方法 (5)初步了解用周期图法做随机信号频谱分析的方法 实验内容： (1)已知有限长序列x(n)=[1,0.5,0,0.5,1,1,0.5,0],要求:用FFT求该序列的DFT、IDFT的图形。 程序如下: xn=[1,0.5,0,0.5,1,1,0.5,0]; n=length(xn); k=0:n-1; subplot(2,2,1); stem(k,xn,'k.'); title('x(n)'); Xk=fft(xn,n); subplot(2,1,2); stem(k,abs(Xk)); title('Xk=DFT(xn)'); xn1=ifft(Xk,n); subplot(2,2,2);
stem(k,xn1); title('x(n)=IDFT(Xk)'); 波形如下： 假设采样频率Fs=20Hz,序列长度N分别取8、32和64，用FFT计算幅度谱和相位谱。 程序如下: clear;close all fs=20; T=1/fs; N=[8,32,64]; for m=1:3 x=[1,0.5,0,0.5,1,1,0.5,0]; x1=fft(x,N(m));
x2=ifft(x,N(m)); subplot(3,2,2*m-1); stem([0:N(m)-1],abs(x1),'o'); title('幅度谱'); subplot(3,2,2*m); stem([0:N(m)-1],abs(x2),'o'); title('相位谱'); end 波形如下: (2)用FFT计算下面连续信号的频谱，并观察选择不同的采样周期Ts和序列长度N值对频谱特性的影响: =-t + t + t x e t t t (sin 2.2 ), sin 1.2 2 sin )(01.0≥ a 程序如下: clear;close all fs=4;T=1/fs; Tp=4;N=Tp*fs; N1=[N,4*N,8*N]; T1=[T,2*T,4*T]; for m=1:3 n=1:N1(m); x1=exp(-0.01*T);
【最新整理，下载后即可编辑】 实践五高锰酸钾吸收光谱曲线的绘制及含量测定 一、实践目的 1、掌握紫外-可见分光光度计的操作方法。 2、熟悉紫外-可见分光光度计的基本构造及作用。 3、会依据吸收光谱曲线确定最大吸收波长。 4、会用标准曲线法测定高锰酸钾样品溶液的含量。 二、实践原理 高锰酸钾溶液呈紫红色，在可见光区有吸收，利用此可绘制吸收光谱曲线。通过吸收光谱曲线确定最大吸收波长，在最大吸收波长处进行含量测定。因此可以用紫外-可见分光光度法对高锰酸钾溶液进行定性和定量分析。 三、实践仪器、药品和试剂 1、仪器 紫外-可见分光光度计；分析天平；5mL移液管2支；1000mL 容量瓶；25mL容量瓶6个；100mL烧杯。 2、药品和试剂 高锰酸钾对照品(固体)；高锰酸钾样品溶液。 四、实践内容 (一) 配制溶液 1、配制标准溶液(125mg/L) 精密称取高锰酸钾对照品0.1250g置100mL烧杯中，溶解后，定量转移1000mL容量瓶中，用纯化水稀释至标线，摇匀，即为高锰酸钾标准溶液(125mg/L)。 2、配制标准系列 分别精密量取1.00、2.00、3.00、4.00和5.00(mL)高锰酸钾标
准溶液(125mg/L)，置于25mL容量瓶中，纯化水稀释至标线，摇匀。标准系列中各标准溶液的浓度依次为5.0、10.0、 15.0、20.0和25.0(mg/L)。 3、配制样品溶液 精密量取高锰酸钾样品溶液5.00ml，置25mL容量瓶中，纯化水稀释至标线，摇匀。即为高锰酸钾供试品溶液。 (二) 绘制吸收光谱曲线 以纯化水为空白溶液调节仪器基线后，测定标准系列中溶液浓度为15.0mg/L和高锰酸钾供试品溶液的吸收光谱曲线，并从吸收光谱曲线中确定最大吸收波长，比较二者的吸收光谱曲线和最大吸收波长。 (三) 测定溶液吸光度 1、标准曲线的绘制 在λmax处，以纯化水为空白溶液调节基线后，依次将标准系列各标准溶液放入光路中，测其吸光度A值。以浓度（c）为横坐标，吸光度值（A）为纵坐标，绘制标准曲线。 2.高锰酸钾供试品溶液的测定 在与绘制标准曲线相同的测定条件下，测定高锰酸钾供试品溶液吸光度值(A)。从标准曲线中查A值所对应的高锰酸钾供试品溶液的溶度c样。 (四) 岛津UV2450紫外-可见分光光度计的操作规程 （1）开机前检查仪器是否正常，如检查样品室内有无挡光物。（2）分别开启紫外-可见分光光度计主机和计算机电源，从计算机桌面“UVProbe"进人操作程序。