運(yùn)算放大器與受控電源

運(yùn)算放大器與受控電源實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)

實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告

運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!實(shí)驗(yàn)?zāi)康募由顚?duì)受控電源的理解

。學(xué)習(xí)運(yùn)算放大器的使用方法，形成有源器件的概念

。測量電壓控制型電流源和電壓源，電流控制型電流源和電壓源的特性。運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!實(shí)驗(yàn)原理電壓控制型電壓源（VCVS）：由于運(yùn)算放大器的輸入端“+”、“?”為虛短路，所以又由于運(yùn)算放大器的虛斷特性，故有：考慮以上關(guān)系有：

運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!即運(yùn)算放大器的輸出電壓u2受輸入電壓u1的控制，其電壓比為：，

稱為電壓放大系數(shù)。該電路是一個(gè)同相比例放大器。電壓控制型電壓源模型電壓控制型電壓源電路運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!電壓控制型電流源電壓控制型電流源運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!電流控制型電流源（CCCS）:運(yùn)算放大電路如圖5.2.9（a）所示。由于正相輸入端“+”接地，“－”端虛地，電路中d點(diǎn)的電壓為，電流為，輸出端電流，即輸出電流i2受輸入電流i1控制，與負(fù)載電阻無關(guān)。輸出電流比為。運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!實(shí)驗(yàn)儀器雙路穩(wěn)壓電源 1臺(tái)有源電路實(shí)驗(yàn)板1塊直流電流表 2只數(shù)字萬用表 1只可調(diào)電阻箱 1只

運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!電路實(shí)驗(yàn)板運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!數(shù)字萬用表運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!實(shí)驗(yàn)步驟1.按圖5.2.10測定電壓控制型電壓源的特性。（1）給R1=R2=2kΩ定，按照表5.2.1測定VCVS性能，并計(jì)算μ。給定值u1/V0.51.01.52.02.5VCVS測試值u1/V實(shí)測測試值u2/V計(jì)算值表5.2.1運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!（2）在輸出端接入可調(diào)RL電阻箱，改變阻值，

u1=1.0V，測量電壓控制型電壓源的輸出電壓。給定值RL/Ω1k2k4k8kVCVS測試值u2/V運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!圖5.2.11VCCS實(shí)驗(yàn)電路

運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!按圖5.2.12測定電流控制型電壓源的特性給定，測定電流控制型電壓源性能，并計(jì)算。實(shí)測給定值R1/Ω1k2k3k4k5k測試值i1/mAu2/V計(jì)算值運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!將R1改為固定電阻2kΩ，，在 輸出端接入可調(diào)變阻箱RL

給定值RL/Ω1k2k4k8kCCVS測試值i1/mAu2/V運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!給定值RL/Ω1k2k3ku1=2.0V，R1=R2=R3=2kΩ測試值RL/Ωi1/mAu2/V計(jì)算值i2/mAβ實(shí)測運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!實(shí)驗(yàn)報(bào)告計(jì)算各受控源的、、和。分析各受控源的伏安特性。運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析電壓控制型電壓源電路中的R1和電流控制型電壓源中的R對(duì)受控電源的參數(shù)起著什么作用？答：R1越大電壓控制型電壓源的電壓放大系數(shù)越大。R越大電流控制型電壓源的轉(zhuǎn)移電阻越大。

在有源電路實(shí)驗(yàn)中，影響測試精度的主要因素是什么？答：影響高度精度的主要因素：電路中電阻的精度。運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)預(yù)習(xí)要求 相關(guān)知識(shí)點(diǎn) 注意事項(xiàng)

運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!相關(guān)知識(shí)點(diǎn)電路和電路元件的分類

受控電源

運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募由顚?duì)受控電源的理解。學(xué)習(xí)運(yùn)算放大器的使用方法，形成有源器件的概念。測量電壓控制型電壓源和電流源，電流控制型電壓源和電流源的特性。運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!三、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備 雙路穩(wěn)壓電源1臺(tái) 電路實(shí)驗(yàn)板1塊 直流電流表2只 數(shù)字萬用表1只運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!2.電壓控制型電流源運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!4.電流控制電流源模型運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!電流控制型電壓源CCVS：電流控制型電流源CCCS：運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!該電路輸入、輸出無公共接地點(diǎn)，這種聯(lián)接方式稱為浮地聯(lián)接。（3）CCVS： 由于運(yùn)算放大器的“虛地”特性，流過電阻R的電流即為輸入電流i1。運(yùn)算放大器的輸出電壓為u2=－i1R，即輸出電壓u2受輸入電流i1控制。轉(zhuǎn)移電阻為：。（4）CCCS： 運(yùn)算放大器的輸出電流i2受輸入電流i1控制，與負(fù)載電阻RL無關(guān)。輸出電流比為運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!在輸出端接入可調(diào)電阻箱RL，改變阻值

給定值RL/Ω1k2k4k8kVCVS測試值u2/V2.0212.0002.0122.020運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!（2）給定。給定值u1/V1.02.03.0VCCS測試值u1/V1.022.002.98測試值i2/mA0.511.001.50計(jì)算值0.50.50.5，改變u1運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!(2)將R1換為固定電阻2kΩ，，在輸出端接入可調(diào)變阻箱RL

。給定值RL/Ω5002k4k8kCCVS測試值i1/mA1.541.541.551.55u2/V-3.082-3.089-3.086-3.085運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!給定值RL/Ω2k4k8kCCCS測試值i1/mA1.00.50.25i2/mA2.051.050.52u2/V4.0392.0281.016(2)令，R1接可調(diào)電阻箱。運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!3.電流控制電流源：

理論值： 實(shí)驗(yàn)值：，計(jì)算結(jié)果參見表5.2.54.電流控制電流源：理論值： 實(shí)驗(yàn)值：，計(jì)算結(jié)果參見表5.2.7運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!電壓控制型電流源VCCS:運(yùn)算放大器輸出電流為，即只受輸入電壓控制，與負(fù)載電阻無關(guān)（實(shí)際上為有限值）。轉(zhuǎn)移電導(dǎo)為：。輸入、輸出無公共接地點(diǎn)，這種聯(lián)接方式稱為浮地聯(lián)接。運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!電流控制型電流源（CCVS）:由于運(yùn)算放大器的“虛地”特性，流過電阻R的電流即為輸入電流i1。運(yùn)算放大器的輸出電壓為，即輸出電壓u2受輸入電流i1控制。轉(zhuǎn)移電阻為：電流控制型電壓源模型電流控制型電壓源電路運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!電流控制電流源模型電流控制電流源電路運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!雙路穩(wěn)壓電源運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!直流電流表運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!可調(diào)電阻箱運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!圖5.2.10VCVS實(shí)驗(yàn)電路

運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!按圖5.2.11測定電壓控制型電流源的特性。給定u1=2V，R=2kΩ，RL接可調(diào)電阻箱，按照下表測定VCCS性能，并計(jì)算。實(shí)測給定值RL/V1k2k3k4k5kVCCS測試值i2/mA計(jì)算值運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!給定RL=5kΩ，R=2kΩ，改變u1/V。給定值u1/V1.02.03.04.05.0VCCS測試值u1/V測試值i2/mA計(jì)算值運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!圖5.2.12CCVS實(shí)驗(yàn)電路運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!按圖5.2.13測定電流控制型電流源的特性。給定u1=2.0V，R1=R2=R3=2kΩ，測定RL由0～3kΩ變化時(shí)，i1、u2的值。（由此算得i2值），并計(jì)算β

。圖5.2.13CCCS實(shí)驗(yàn)電路運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!令RL=2kΩ，R1接可調(diào)電阻箱，測量電流控制型 電流源的特性給定值R1/Ω1k2k4k8kCCCS測試值i1/mAi2/mAu2/V運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象電壓控制型電壓源：輸出端的電壓隨輸入端的電壓變化而變化。電壓控制型電流源：輸出端的電流隨輸入端的電壓變化面變化。電流控制型電壓源：輸出端的電壓受輸入端電流控制。電流控制型電流源：輸出端的電流受輸入端的流控制。運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!為什么輸入電壓或電流要在規(guī)定的范圍內(nèi)？答：使運(yùn)算放大器工作在線性放大區(qū)域。運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!預(yù)習(xí)要求預(yù)習(xí)運(yùn)算放大器的工作原理和使用方法預(yù)習(xí)正、負(fù)電源的連接方法預(yù)習(xí)四種受控電源的基本原理及特性運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!注意事項(xiàng)在做此實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)檢查運(yùn)算放大器是否正常工作。運(yùn)算放大器輸出端不能與地短路，且輸出電壓不宜過高（應(yīng)小于10V）。運(yùn)算放大器外部電路需要改接時(shí)（包括改變負(fù)載電阻的阻值），應(yīng)當(dāng)先切斷供電電源是否正常。運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容電壓控制型電壓源的特性。測定電壓控制型電流源的特性。測定電流控制型電壓源的特性。測定電流控制型電流源的特性。運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!四、實(shí)驗(yàn)用詳細(xì)電路圖電壓控制電壓源運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!3.電流控制型電壓源電路運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!五、實(shí)驗(yàn)有關(guān)原理，所應(yīng)用的公式1.受控電源是多端元件，具有一個(gè)以上支路，而且元件中一個(gè)支路上的支路電壓或電流受到其他支路的電壓或電流控制。受控電源可分為四類：電壓控制型電壓源VCVS：電壓控制型電流源VCCS：運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!2.在運(yùn)算放大器外部接以不同的電阻器所構(gòu)成的電路，可以實(shí)現(xiàn)不同類型的受控電源。（1）VCVS： 運(yùn)算放大器的輸出電壓u2受輸入電壓u1的控制，其電壓比為：，稱為電壓放大系數(shù)。該電路是一個(gè)同相比例放大器。

（2）VCCS： 運(yùn)算放大器輸出電流i2只受輸入電壓u1控制，與負(fù)載電阻RL無關(guān)（實(shí)際上RL為有限值）。轉(zhuǎn)移電導(dǎo)為：。運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄測定電壓控制型電壓源的特性。 給定R1=R2=1kΩ，測定VCVS性能，并計(jì)算μ實(shí)測給定值u1/V0.51.01.52.02.5VCVS測試值u1/V0.5151.0031.4772.0732.556測試值u2/V1.0272.0072.9504.1355.101計(jì)算值μ1.9942.0012.0071.9951.996運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!2.測定電壓控制型電流源的特性。 （1）給定，RL接可調(diào)電阻箱，并計(jì)算。實(shí)測給定值RL/Ω1k2k3k4k5kVCCS測試值i2/mA1.01.01.01.01.0計(jì)算值0.50.50.50.50.5運(yùn)算放大器與受控電源共57頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!3.測定電流控制型電壓源的特性。 (1)給定u1=3.0V，R=2kΩ，測定CCVS性能，并計(jì)算。實(shí)