受控源的特性

实验三受控源特性的研究一、实验目的1．熟悉四种受控源的基本特性。

2．掌握受控源转移参数的测试方法。

二、实验原理受控源也是一种电源；它对外可提供电压或电流，但它与独立源不同：受控电压源的电压受其它支路的电流或电压的控制；受控电流源电流受其他支路的电流或电压控制，故受控源又称为非独立电源。

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）成正比例变化时，受控源是线性的。

根据受控量与控制量的性质，受控源可分为四类种（如图3—1所示为四种共地受控源）：图3—11．电流控制电流源CCCS；2．电压控制电流源VCCS；3．电压控制电压源VCVS；4．电流控制电压源CCVS。

受控源是从电子器件（电子管、晶体管、场效应管和运算放大器等）中抽象出来的一种模型，用来表征电子器件的电特性。

.由于电子器件的出现和广泛使用在现代电路理论中，受控源已经和电阻、电容、电感等元件一样，成为电路的基本元件。

受控源对外提供的能量，既非取自控制量又非受控源内部产生的，而是由电子器件所需的直流电源供给。

所以受控源实际上是一种能量转换装置，它能够将直流电能转换成与控制量性质相同的电能。

图3—1所示的四种理想受控源中，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。

换言之，从受控源的入口看，或者是短路(输入电阻Ri=0及输入电压Ui=0)，或者是开路（输入电导G=0 及输入电流I=0）。

从受控源的出口看，或是一理想电流源或者是一理想电压源。

受控源的受控量与控制量之比称为转移函数。

四种受控源的转移函数分别用α、g m、µ、和r m表示。

它们的定义如下：1．CCCS：α=i2/i1转移电流比（电流增益）。

2．VCCS：g m=i2/u1转移电导。

3．VCVS：µ =u2/u1转移电压比（电压增益）。

4．CCVS：r m=u2/i1转移电阻。

受控源在线性条件下，有关线性定常双口网络的各种方程及其等效电路同样适用于含受控源的有源网络。

受控源特性实验报告受控源特性实验报告引言：受控源是电子电路中常见的元件之一，它能够产生稳定的电流或电压信号。

在本次实验中，我们将通过实验来探究受控源的特性及其应用。

通过实验数据的收集和分析，我们将深入了解受控源的工作原理和性能。

一、实验目的本次实验的主要目的是研究受控源的特性，并通过实验数据的收集和分析来验证理论知识。

具体的实验目标包括：1. 研究受控源的稳定性和精确性；2. 探究受控源的输出特性，如电流-电压关系、频率响应等；3. 分析受控源的应用场景，如信号发生器、电流源等。

二、实验原理受控源是一种能够控制电流或电压的电子元件。

它由一个控制端和一个输出端组成，通过控制端的输入信号来调整输出端的电流或电压。

受控源的工作原理基于反馈机制，通过反馈回路来保持输出信号的稳定性。

三、实验步骤1. 准备工作：检查实验设备和元件的连接，确保电路连接正确。

2. 测量电流-电压关系：通过改变输入端的电压信号，测量输出端的电流变化。

记录数据并绘制电流-电压曲线。

3. 测量频率响应：通过改变输入端的频率信号，测量输出端的响应情况。

记录数据并绘制频率响应曲线。

4. 分析实验数据：根据实验数据，分析受控源的特性和性能。

比较理论值和实际测量值之间的差异，并探究可能的原因。

5. 探究受控源的应用：根据实验结果，探究受控源在电子电路中的应用场景，如信号发生器、电流源等。

四、实验结果与分析通过实验数据的收集和分析，我们得到了受控源的电流-电压关系曲线和频率响应曲线。

与理论值进行比较后发现，实际测量值与理论值存在一定差异。

这可能是由于实验中的误差、仪器的精度等因素所致。

根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 受控源具有较好的稳定性和精确性，能够产生稳定的电流或电压信号。

2. 受控源的输出特性与输入信号有一定的关系，通过调整输入信号可以改变输出信号的幅值和频率。

3. 受控源在电子电路中具有广泛的应用场景，如信号发生器、电流源等。

受控源的符号及特点前面讨论的电压源和电流源都是独立电源，这是因为电压源的电压和电流源的电流都是由电源本身决定的，而与电源之外的其他电路无关。

另外一种电源叫做受控源，又称非独立源。

受控电压源的电压受其他支路电压或电流的控制；受控电流源的电流受其他支路的电压或电流的控制。

为了与独立电源区别，受控源的符号用菱形表示，如图1.19所示。

图1.19 受控源的电路符号受控源像电阻器、电感器、实际电压源等器件一样是实际存在的一种器件，如晶体管、运算放大器、变压器等。

受控源是一种四端元件，一对是输入端，一对是输出端，输出受输入的控制。

输出的量受输入的量控制，因此，输入量称为控制量，输出量称为受控量。

根据控制量是电压还是电流，受控源是电压源还是电流源，受控源共有四种类型：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），如图1.20所示。

1. 电压控制电压源（VCVS）图1.20（a）中输出电压是受输入电压控制的，它们的关系为式中，称为转移电压比，或电压放大系数。

2. 电压控制电流源（VCCS）图.20（b）中输出电流是受输入电压控制的，它们的关系为式中，g称为转移电导，单位为S。

3. 电流控制电压源（CCVS）图1.20（c）中输出电压是受输入电流控制的，它们的关系为式中，r称为转移电阻，单位为。

4. 电流控制电流源（VCVS）图1.20（d）中输出电流是受输入电流控制的，它们的关系为式中，称为转移电流比。

图1.20 受控源上述四种受控源的系数、g、r、为常数时，称为线性受控源。

本数只讨论线性受控源。

在分析含受控源电路时首先应注意以下几点：（1）分清电路中的独立源与受控源。

独立电源用圆形符号，受控电源用菱形符号表示。

（2）从受控源的不同符号上分清受控源是受控电压源还是受控电流源。

（3）注意受控源的控制量在哪里，控制量是电压还是电流。

在图1.20中，把控制电路和受控电路画在一起，而实际电路有可能两者分开较远。

一、实验目的1. 了解受控源的基本原理和分类。

2. 掌握受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的电路搭建方法。

3. 通过实验验证受控源的外特性及其转移参数。

4. 加深对受控源物理概念的理解，提高电路分析能力。

二、实验原理受控源是一种非独立源，其输出电压或电流受电路中其他部分的电压或电流控制。

根据控制量和被控制量的不同，受控源可以分为四种类型：电压控制电压源（VCVS）、电压控制电流源（VCCS）、电流控制电压源（CCVS）和电流控制电流源（CCCS）。

1. VCVS（电压控制电压源）：其输出电压U0受输入电压U1控制，具有电压放大作用。

2. VCCS（电压控制电流源）：其输出电流I0受输入电压U1控制，具有电流放大作用。

3. CCVS（电流控制电压源）：其输出电压U0受输入电流I1控制，具有电压放大作用。

4. CCCS（电流控制电流源）：其输出电流I0受输入电流I1控制，具有电流放大作用。

本实验采用运算放大器搭建VCVS和VCCS电路，通过测试电路的转移特性和负载特性，验证受控源的外特性。

三、实验器材1. 运算放大器芯片（uA741）1片2. 电源3个3. 导线若干4. 万用表1个5. 面包板1块6. 电位器1个7. 1000Ω电阻器2个四、实验步骤1. 搭建VCVS电路：（1）将运算放大器芯片接入面包板，将同相输入端接至电源正极，反相输入端接地。

（2）在反相输入端与地之间接入一个1000Ω电阻R1。

（3）在输出端接入一个电阻R2，用于测试负载特性。

2. 搭建VCCS电路：（1）将运算放大器芯片接入面包板，将同相输入端接地，反相输入端接至电源正极。

（2）在反相输入端与地之间接入一个1000Ω电阻R1。

（3）在输出端接入一个电阻R2，用于测试负载特性。

3. 测试VCVS电路：（1）调节电位器，改变输入电压U1，记录输出电压U0和对应的输入电压U1。

（2）根据实验数据绘制VCVS转移特性曲线。

实验名称：受控源VCCS 、VCVS 、CCVS 、CCCS 的特性曲线一．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．实验原理与说明：1． 受控源是双口元件，一个为控制端口，另一个为受控端口。

受控端口的电流或电压受到控制端口的电流或电压的控制。

根据控制变量与受控变量的不同组合，受控源可分为四类：图6-1 受控源(1) 电压控制电压源（VCVS ），如图6-1（a ）所示，其特性为：0=c i(2) 电压控制电流源（VCCS ），如图6-1（b ）所示，其特性为： c m s u g i ⋅=cs u u ⋅=α0=c i① 电流控制电压源（CCVS ），如图6-1（c ）所示，其特性为：c s i u ⋅=γ0=c u② 电流控制电流源（CCCS ），如图6-1（d ）所示，其特性为： c s i i ⋅=β0=c u2． 运算放大器与电阻元件组成不同的电路，可以实现上述四种类型的受控源。

各电路特性分析如下。

(1) 电压控制电压源（VCVS ）：运算放大器电路如图6-2所示。

由运算放大器输入端“虚短”特性可知：1u u u ==-+212R u i R =由运算放大器的“虚断”特性，可知： 21R R i i =21221R i R i u R R ⋅+⋅=()2121R R R u +=11211u u R R ⋅=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=α式（6-1）即运算放大器的输出电压2u 受输入电压1u 控制。

其电路模型如图6-1（a ）所示。

转移电压比：211R R +=α 该电路是一个同相比例放大器，其输入与输出有公共接地端，这种连接方式称为共地连接。

(2) 电压控制电流源（VCCS ）：运算放大器电路如图6-3所示。

根据理想运放“虚短”、“虚断”特性，输出电流为：Ru i i R 12== 式（6-2）该电路输入，输出无公共接地点，这种连接方式称为浮地连接。

受控源的实验研究实验报告一、实验目的本次实验旨在深入研究受控源的特性和工作原理，通过实际操作和测量，掌握受控源的参数计算方法，以及其在电路中的作用和影响。

同时，培养我们的实验操作能力、数据分析能力和问题解决能力。

二、实验原理1、受控源的定义受控源是一种具有电源特性的电路元件，但它的输出电压或电流受到电路中其他部分的电压或电流控制。

受控源分为四种类型：电压控制电压源（VCVS）、电压控制电流源（VCCS）、电流控制电压源（CCVS）和电流控制电流源（CCCS）。

2、受控源的特性方程（1）VCVS：输出电压＄u_2 ＝＼mu u_1$，其中＄＼mu$ 为电压放大系数。

（2）VCCS：输出电流＄i_2 ＝ g u_1$，其中＄g$ 为转移电导。

（3）CCVS：输出电压＄u_2 ＝ r i_1$，其中＄r$ 为转移电阻。

（4）CCCS：输出电流＄i_2 ＝＼beta i_1$，其中＄＼beta$ 为电流放大系数。

3、实验电路的设计为了测量受控源的参数，需要设计合适的电路。

例如，对于VCVS，可以采用一个输入电压源串联一个电阻，然后连接到受控源的输入端，受控源的输出端接一个负载电阻，通过测量输入和输出的电压来计算＄＼mu$。

三、实验设备1、直流电源提供稳定的直流电压和电流。

2、万用表用于测量电压、电流和电阻。

3、电阻箱可调节电阻值，以满足实验需求。

4、受控源实验模块四、实验步骤1、连接电路按照实验原理图，仔细连接电路，确保连接正确无误。

2、测量数据（1）对于 VCVS，调节输入电压源，分别测量不同输入电压下的输出电压，记录数据。

（2）对于 VCCS，同样调节输入电压，测量输出电流。

（3）对于 CCVS，改变输入电流，测量输出电压。

（4）对于 CCCS，调整输入电流，测量输出电流。

3、数据处理根据测量的数据，计算受控源的参数，如＄＼mu$、＄g$、＄r$、＄＼beta$。

4、分析误差分析实验中可能存在的误差来源，如仪器精度、读数误差、连接线路的电阻等。

受控源特性的研究一、实验目的1、加深对受控源概念的理解；2、测试VCVS、VCCS或CCVS、CCCS加深受控源的受控特性及负载特性的认识。

二、原理及说明1、根据控制量与受控量电压或电流的不同，受控源有四种：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)。

其电路模型如图5-1所示。

2、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),μ=U2/U1称为转移电压比（或电压增益）。

(2) 电压控制电流源（VCCS），I2=f(U1),gm=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),α=I2/I1称为转移电流比（或电流增益）。

三、实验设备电工实验装置：DG011 、DY04 、DY031 、DG053四、实验内容将DG011试验箱和DY04电源板的±12V偏置电压及地线接好。

1、受控源VCVS的转移特性U2=f（U1）及外特性U2=f（IL）（1）按图5-2接线，RL取2KΩ。

● 按表5-1调节稳压电源输出电压U 1，测量U 1及相应的U 2值，填入表5-1中。

● 绘制U 2=f （U 1）曲线，并由其线性部分求出转移电压比μ。

VCVS 表5-1（2）保持U 1=2V ，按表5-1调节R L 值，测量U 2及I L 值，填入表5-2中，并绘制U 2=f(I L )曲线。

VCVS 表5-22、受控源VCCS 的转移特性I L =f （U 1）及外特性I L =f （U 2） （1）按图5-3接线，R L 取2K Ω。

● 按表5-3调节稳压电源输出电压U 1，测量U 1及相应的I L 值，填入表5-3。

● 绘制I L = f （U 1）曲线，由其线性部分求出转移电导g m 。

受控源特性的研究实验报告摘要：本实验旨在深入研究受控源的特性，并通过实验验证相关理论。

我们实验室团队通过构建电路实验测试平台，成功地进行了一系列实验。

实验数据均符合预期，验证了受控源特性的理论真实性和可靠性。

1. 引言受控源是电路中使用最广泛的元器件之一，它具有无可比拟的功能特性和性能优势，广泛应用于各类电子设备中。

因此，对于受控源特性的深入研究和实验验证具有极重要的意义。

本实验将以常用的三种受控源（电压控制电压源、电流控制电压源、电流控制电流源）为研究对象，探究其内部结构和工作原理，并通过实验验证相关理论。

2. 实验原理2.1 受控源的内部结构受控源具有许多不同的内部结构，其中常用的是基于晶体管、场效应管等半导体元器件的结构。

以电流控制电流源为例，它的内部结构通常由一对相互耦合的晶体管构成，利用其集电极互反相连的特性实现电流控制，从而使得输出电流与输入电压成正比关系。

因此，其输出电流特性具有非常明显的线性特点，具有广泛的应用前景和潜力。

2.2 受控源的工作原理受控源的工作原理与其内部结构密切相关。

以电流控制电压源为例，其工作原理如下：通过控制电路给定的电流来确定输出电压，可利用实验平台给定电流的电流源引出该电流并输入到受控源中，通过调整受控源的电阻值来达到所需的输出电流。

同时，根据欧姆定律，输出电压与输出电流成正比关系，我们可以利用数据采集器记录输出电压和输出电流的关系，并绘制其变化曲线，得到输出电压与输入电流之间的关系，从而验证受控源的特性理论。

3. 实验方法3.1 设计实验电路图通过仿真分析，我们选取了三种常见的受控源并设计了相应的实验电路图。

其中，电压控制电压源采用晶体管结构；电流控制电压源采用单管双极接法；电流控制电流源采用单管共基极接法。

3.2 搭建实验测试平台我们利用Breadboard等工具搭建实验测试平台。

经过受控源、电阻、电流源等元器件的连接和调试，实验平台正常工作。

3.3 开始实验根据实验原理，我们先确定并设置实验参数，然后度量所需数据。

18　电路分析实验教程
实验六　受控源特性的研究
一㊁实验目的
1.熟悉受控源的基本特性㊂
2.通过实验加深对受控源特性的了解㊂
二㊁实验原理
受控源具有电源的特性,但它与独立源是有区别的,它的输出量是受控于输入量的,即受控于电路其他部分的电压或电流,故称输入量为 控制量”,输出量为 受控量”㊂根据受控量与控制量的性质,受控源可分为4类,见图1⁃6⁃1㊂
图1⁃6⁃1　4种受控源模型图
受控源是从电子器件(电子管㊁晶体管㊁场效应管和运算放大器等)中抽象出来的一种模型,用来表征电子器件的电特性㊂由于电子器件的出现和广泛使用,在现代电路理论中,受控源已经和电阻㊁电容㊁电感等元件一样,成为电路的基本元件㊂受控源对外提供的能量,并非取自控制量,也非受控源内部产生,而是取自附加的直流电源㊂因此受控源实际上是一种能量转换装置,它能将直流电能转换成按控制量变化的输出量㊂若控制量是一种按正弦规律变化的交流电信号,则该受控源就能将直流电能转换成交流电能㊂
从另一个角度来看,受控源同电路元件一样,它能在电路中使两条支路的电压㊁电流或电压和电流间建立一个约束关系,这与一个电阻元件能使它两端电压和电流间建立一个约束关系相类似,鉴于以上原因将受控源称为 有源元件”,以区别于在任何情况下都不向外提供能量的 无源元件”㊂因为它有输入端和输出端之分,又称为 双口元件”,以区别于电阻㊁电容等单口元件㊂仅当受控量与控制量之间比例系数β㊁r㊁g㊁μ为常数时该受控源是线性元件㊂。

受控源特性的研究实验报告受控源特性的研究实验报告引言：受控源是电子学领域中的一个重要概念，它是指一种能够产生可控电流或电压的电子元件。

通过对受控源的研究，我们可以更好地理解电子元件的特性，并为电路设计和工程应用提供指导。

本实验旨在探索受控源的特性，并通过实验数据分析验证理论模型的准确性。

实验一：受控源的基本原理在实验一中，我们使用了一台数字万用表和一台示波器来测量受控源的电流和电压。

我们首先连接了一个电阻和一个受控源，并通过改变受控源的控制电压，观察电流和电压的变化。

实验结果表明，受控源的输出电流和电压与控制电压之间存在线性关系，这符合受控源的基本原理。

实验二：受控源的非线性特性在实验二中，我们进一步研究了受控源的非线性特性。

我们使用了一个二极管和一个受控源，并通过改变受控源的控制电压来观察二极管的电流和电压变化。

实验结果显示，当控制电压超过一定阈值时，二极管的电流急剧增加，而电压则几乎不变。

这表明受控源在一定范围内具有非线性特性，需要注意在设计电路时的合理使用。

实验三：受控源的频率响应在实验三中，我们研究了受控源的频率响应。

我们使用了一个信号发生器和一个示波器，并通过改变信号发生器的频率来观察受控源的电流和电压变化。

实验结果显示，受控源的输出电流和电压随着频率的增加而逐渐减小，这是由于受控源的内部电容和电感导致的。

因此，在高频应用中，我们需要注意受控源的频率响应特性，以确保电路的稳定性和性能。

实验四：受控源的温度特性在实验四中，我们研究了受控源的温度特性。

我们使用了一个温度控制器和一个温度传感器，并通过改变温度控制器的设定温度来观察受控源的电流和电压变化。

实验结果显示，受控源的输出电流和电压随着温度的增加而逐渐减小，这是由于受控源内部材料的温度敏感性导致的。

因此，在高温环境中，我们需要注意受控源的温度特性，以确保电路的可靠性和性能。

结论：通过本次实验，我们对受控源的特性有了更深入的了解。

受控源的基本原理是通过控制电压来产生可控电流或电压，具有线性和非线性特性。