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上海交通大学运算放大器与受控电源
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。 电压控制型电流源VCCS: 运算放大器输出电流为 ,即只受 输入电压 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 。 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。 (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。 按图5.2.11测定电压控制型电流源的特性。 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 。 给定RL=5kΩ,R=2kΩ ,改变 u1 / V 。 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 。 将R1改为固定电阻2kΩ, ,在 输出端接入可调变阻箱RL 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 。 令RL=2kΩ,R1接可调电阻箱,测量电流控制型 电流源的特性 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
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