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

运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第1页!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。运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第2页!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：

运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第3页!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。电压控制型电压源模型电压控制型电压源电路运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第4页!电压控制型电流源电压控制型电流源运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第5页!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。运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第6页!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

运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第7页!电路实验板运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第8页!数字万用表运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第9页!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。给定值u1/V0.51.01.52.02.5VCVS测试值u1/V实测测试值u2/V计算值表5.2.1运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第10页!（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。给定值RL/Ω1k2k4k8kVCVS测试值u2/V运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第11页!图5.2.11VCCS实验电路

运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第12页!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。实测给定值R1/Ω1k2k3k4k5k测试值i1/mAu2/V计算值运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第13页!将R1改为固定电阻2kΩ，，在 输出端接入可调变阻箱RL

给定值RL/Ω1k2k4k8kCCVS测试值i1/mAu2/V运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第14页!给定值RL/Ω1k2k3ku1=2.0V，R1=R2=R3=2kΩ测试值RL/Ωi1/mAu2/V计算值i2/mAβ实测运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第15页!实验报告计算各受控源的、、和。分析各受控源的伏安特性。运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第16页!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。运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第17页!实验相关知识预习要求 相关知识点 注意事项

运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第18页!相关知识点电路和电路元件的分类

受控电源

运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第19页!实验标准报告一、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。测量电压控制型电压源和电流源，电流控制型电压源和电流源的特性。运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第20页!三、实验仪器、设备 双路稳压电源1台 电路实验板1块 直流电流表2只 数字万用表1只运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第21页!2.电压控制型电流源运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第22页!4.电流控制电流源模型运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第23页!电流控制型电压源CCVS：电流控制型电流源CCCS：运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第24页!该电路输入、输出无公共接地点，这种联接方式称为浮地联接。（3）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u2=－i1R，即输出电压u2受输入电流i1控制。转移电阻为：。（4）CCCS： 运算放大器的输出电流i2受输入电流i1控制，与负载电阻RL无关。输出电流比为运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第25页!在输出端接入可调电阻箱RL，改变阻值

给定值RL/Ω1k2k4k8kVCVS测试值u2/V2.0212.0002.0122.020运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第26页!（2）给定。给定值u1/V1.02.03.0VCCS测试值u1/V1.022.002.98测试值i2/mA0.511.001.50计算值0.50.50.5，改变u1运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第27页!(2)将R1换为固定电阻2kΩ，，在输出端接入可调变阻箱RL

。给定值RL/Ω5002k4k8kCCVS测试值i1/mA1.541.541.551.55u2/V-3.082-3.089-3.086-3.085运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第28页!给定值RL/Ω2k4k8kCCCS测试值i1/mA1.00.50.25i2/mA2.051.050.52u2/V4.0392.0281.016(2)令，R1接可调电阻箱。运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第29页!3.电流控制电流源：

理论值： 实验值：，计算结果参见表5.2.54.电流控制电流源：理论值： 实验值：，计算结果参见表5.2.7运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第30页!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。运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第31页!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：电流控制型电压源模型电流控制型电压源电路运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第32页!电流控制电流源模型电流控制电流源电路运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第33页!双路稳压电源运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第34页!直流电流表运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第35页!可调电阻箱运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第36页!图5.2.10VCVS实验电路

运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第37页!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。实测给定值RL/V1k2k3k4k5kVCCS测试值i2/mA计算值运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第38页!给定RL=5kΩ，R=2kΩ，改变u1/V。给定值u1/V1.02.03.04.05.0VCCS测试值u1/V测试值i2/mA计算值运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第39页!图5.2.12CCVS实验电路运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第40页!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

。图5.2.13CCCS实验电路运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第41页!令RL=2kΩ，R1接可调电阻箱，测量电流控制型 电流源的特性给定值R1/Ω1k2k4k8kCCCS测试值i1/mAi2/mAu2/V运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第42页!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。运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第43页!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。运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第44页!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运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第45页!注意事项在做此实验前，应检查运算放大器是否正常工作。运算放大器输出端不能与地短路，且输出电压不宜过高（应小于10V）。运算放大器外部电路需要改接时（包括改变负载电阻的阻值），应当先切断供电电源是否正常。运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第46页!二、实验内容电压控制型电压源的特性。测定电压控制型电流源的特性。测定电流控制型电压源的特性。测定电流控制型电流源的特性。运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第47页!四、实验用详细电路图电压控制电压源运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第48页!3.电流控制型电压源电路运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第49页!五、实验有关原理，所应用的公式1.受控电源是多端元件，具有一个以上支路，而且元件中一个支路上的支路电压或电流受到其他支路的电压或电流控制。受控电源可分为四类：电压控制型电压源VCVS：电压控制型电流源VCCS：运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第50页!2.在运算放大器外部接以不同的电阻器所构成的电路，可以实现不同类型的受控电源。（1）VCVS： 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。

（2）VCCS： 运算放大器输出电流i2只受输入电压u1控制，与负载电阻RL无关（实际上RL为有限值）。转移电导为：。运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第51页!六、实验数据记录测定电压控制型电压源的特性。 给定R1=R2=1kΩ，测定VCVS性能，并计算μ实测给定值u1/V0.51.01.52.02.5VCVS测试值u1/V0.5151.0031.4772.0732.556测试值u2/V1.0272.0072.9504.1355.101计算值μ1.9942.0012.0071.9951.996运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第52页!2.测定电压控制型电流源的特性。 （1）给定，RL接可调电阻箱，并计算。实测给定值RL/Ω1k2k3k4k5kVCCS测试值i2/mA1.01.01.01.01.0计算值0.50.50.50.50.5运算放大器与受控电源共57页，您现在浏览的是第53页!3.测定电流控制型电压源的特性。 (1)给定u1=3.0V，R=2kΩ，测定CCVS性能，并计算。实