受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验研究

受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验研究
一、实验目的
1.进一步熟悉实验台的布局及直流电压源、直流电压表电流表的使用方法。
2．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。   
3.进一步学会用电流插头、插座测量各支路电流。
二、实验原理
1．受控源是四端器件， 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）。

2.当受控源的输出电压（或电流）与控制支路的电压（或电流）成正比变化时，则称该受控源是线性的。
3.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)，gm＝I2/U1 称为转移电导。
(3) 流控电压源(CCVS)：U2＝f(I1)，rm＝U2/I1 称为转移电阻。
(4) 流控电流源(CCCS)：I2＝f(I1)，α＝I2/I1  称为转移电流比（或电流增益）。
三、实验电路

四、实验仪器
序号 名    称 型号与规格 数量 备  注
1 直流稳压电源 0-30V可调 1 DG04
2 可调直流恒流源 0-500mA 1 DG04
3 直流数字毫安表 0-200mV 1 D31
4 直流数字电压表 0-200V 1 D31
5 可调电阻箱 0-99999.9Ω 1 DG05
6 实验线路  1 DG04
五、实验内容
1．测量受控源VCVS的转移特性U2＝f(U1)及负载特性U2＝f(IL) ，实验线路如图(a)
(1) 不接电流表，固定RL＝2KΩ，调节稳压电源输出电压U1，测量U1及相应的U2值，记入表4-1
    在方格纸上绘出电压转移特性曲线U2＝f(U1)， 并在其线性部分求出转移电压比μ。

U1（v） 0 1 2 3 4 5 6 8 9  μ
U2（v）           

(2) 接入电流表，保持U1＝2V，调节RL可变电阻箱的阻值，测U2及IL，绘制负载特性曲线U2＝f(IL)。记入表4-2
表4-2
RL（Ω）  50 70 100 200 300 400 500 ∞  
U2（v）         
IL（mA） 
2. 测量受控源VCCS的转移特性 IL＝f(U1)及负载特性IL＝f(U2)，实验线路如图(b)。

(1) 固定RL＝2KΩ，调节稳压电源的输出电压U1，测出相应的IL值，绘制IL＝f(U1)曲线，并由其线性部分求出转移电导gm。记入表4-3
表4-3
U1（v） 0.1 0.5 1.0 2.0 3.0 3.5 3.7 4.0  gm
IL（mA）          
2) 保持U1＝2V，令RL从大到小变化，测出相应的IL及U2，绘制IL＝f(U2)曲线。记入表4-4
表4-4
RL（Ω）  50 20 10 8 7 6 5 4  2 1 
U2（v）           
IL（mA）           
3. 测量受控源CCVS的转移特性 U2＝f(I1)与负载特性U2＝f(IL) ，实验线路如图(c)。
(1) 固定RL＝2KΩ，调节恒流源的输出电流Is，按下表所列Is值，测出U2，绘制U2＝f(I1)曲线，并由其线性部分求出转移电阻rm。记入表4-5
表4-5
I1（mA） 0.1 1.0 3.0 5.0 7.0 8.0 9.0 9.5 rm
U2（v）          2) 保持Is＝2mA，按下表所列RL值，测出U2及IL， 绘制负载特性曲线U2＝f(IL)。记入表4-6
 
表4-6
RL（KΩ） 0.5 1 2 4 6 8 10
U2（v）       
IL（mA）  
4. 测量受控源CCCS的转移特性 IL＝f(I1)及负载特性IL＝f (U2)，实验线路如图(d)。
(1)参见3(1)测出IL，绘制IL＝f(I1)曲线，并由其线性部分求出转移电流比α。记入表4-7
表4-7
 
I1（mA） 0.1 0.2 0.5 1 1.5 2 2.2 α
IL（mA）        
(2)保持Is＝1mA，令RL为下表所列值，测出IL， 绘制IL＝f(U2)曲线。记入表4-8
表4-8
RL（KΩ） 0 0．1 0．5 1 2 5 10 20 30 80
IL（mA）          
U2（v）           
六、实验注意事项
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. 用恒流源供电的实验中，不要使恒流源的负载开路。
七、实验报告要求
1.实验目的;           2．实验原理;     
3.实验仪器;           4．实验电路;    
5．实验内容及实验步骤、实验数据;
6．用实验结果验证理论的正确性：
  1）根据实验数据， 在方格纸上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。
  2）对实验的结果作出合理的分析和结论， 总结对四种受控源的认识和理解。
7．实验心得体会及其他。