1、 1 指導(dǎo)教師： 王吉英 2009 年 10 月 30 日 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 學(xué)院 姓名： 鐘超 學(xué)號(hào)： PB06013012 姓名： 李杰 學(xué)號(hào)： PB05210127 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 熟悉四種受控源的基本特性。 2. 掌握受控源轉(zhuǎn)移參數(shù)的測試方法。 實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1. 直流穩(wěn)壓電源 2. 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 3. 數(shù)字萬用表 4. 受控源實(shí)驗(yàn)板 5. 電阻箱 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及接線圖實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及接線圖 1. VCVS 的轉(zhuǎn)移特性 21 ( )uf u和負(fù)載特性 2 ( ) L uf i研究 （1）按圖 1 接線，輸入端接信號(hào)發(fā)生器，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的輸出波形為正弦波。輸出端接示波器， 觀察示波

2、器上顯示的波形，畫出轉(zhuǎn)移特性 21 ( )uf u曲線 圖 1 在轉(zhuǎn)移特性曲線的線性部分標(biāo)出 2 1 u u ，并計(jì)算相對(duì)誤差。 （2）按圖 1 接線，保持 1 2uV，接上負(fù)載 L R，調(diào)節(jié) L R，測量出相應(yīng)的 2 u值，計(jì)算 L i。數(shù)據(jù)填入 原始數(shù)據(jù)記錄部分的表格中。 UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA School of Computer Science & Technology, Hefei, Anhui, Peoples Republic of China, Zip Code: 230027 受控源特性的研究受控源特性的研究

3、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告 2 畫出負(fù)載特性 2 ( ) L uf i曲線。 2. VCCS 的轉(zhuǎn)移特性 21 ( )if u的研究 按圖 2 接線，固定1 L Rk，調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓，測量相應(yīng)的 1 u和 2 u，計(jì)算出 2 i（注意參考 方向） 。數(shù)據(jù)填入原始數(shù)據(jù)記錄部分的表格中。 圖 2 畫出轉(zhuǎn)移特性 21 ( )if u曲線，在其線性部分標(biāo)出 2 1 m i g u ，并計(jì)算相對(duì)誤差。 3. CCVS 的轉(zhuǎn)移特性 21 ( )uf i的研究 按圖 3 接線， 調(diào)節(jié)穩(wěn)壓電源的輸出電壓， 測量相應(yīng)的 1 u和 2 u值。 數(shù)據(jù)填入原始數(shù)據(jù)記錄部分的表格中。 圖 3 畫出轉(zhuǎn)移特性 21 ( )u

4、f i曲線，在其線性部分標(biāo)出 2 1 m u r i ，并計(jì)算相對(duì)誤差。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理 1. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：見原始數(shù)據(jù)部分。 2. 數(shù)據(jù)處理 3 （1） VCVS 的轉(zhuǎn)移特性 21 ( )uf u和負(fù)載特性 2 ( ) L uf i a) 轉(zhuǎn)移特性 畫出轉(zhuǎn)移特性 21 ( )uf u曲線：見原始數(shù)據(jù)記錄部分。 b) 負(fù)載特性 i. 計(jì)算 L i值 ( ) L R 50 70 100 200 300 400 500 1000 2000 2( ) u V 0.76 1.043 1.481 2.952 4.002 4.003 4.003 4.005 4.005 () L i mA 0.0

5、152 0.0149 0.01481 0.01476 0.01334 0.01001 0.00801 0.004 0.002 ii. 畫出負(fù)載特性 2 ( ) L uf i曲線 0.0000.0030.0060.0090.0120.0150.018 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 u2(V) iL(mA) （2） VCCS 的轉(zhuǎn)移特性 21 ( )if u的研究 a) 計(jì)算 2 i值 1( ) u V 2( ) u V ( ) R u V 2( )i mA 4 0.976 0.097 0.973 0.097 1.987 0.197 1.977 0.197

6、 3.050 0.302 3.042 0.302 4.005 0.397 4.000 0.397 4.989 0.494 4.984 0.494 6.049 0.600 6.045 0.600 6.997 0.694 6.988 0.694 8.036 0.797 8.029 0.797 8.998 0.891 8.993 0.891 9.989 0.990 9.979 0.990 10.978 1.089 10.970 1.089 11.938 1.184 11.928 1.184 12.933 1.243 12.532 1.243 14.007 1.243 12.532 1.243 -0.

7、979 -0.097 -0.977 -0.097 -1.99 -0.197 -1.984 -0.197 -3.022 -0.299 -3.017 -0.299 -4.064 -0.401 -4.057 -0.401 -4.996 -0.495 -4.992 -0.495 -5.995 -0.593 -5.991 -0.593 -7.043 -0.697 -7.026 -0.697 -8.012 -0.793 -8.003 -0.793 -9.004 -0.892 -8.999 -0.892 -9.991 -0.990 -9.982 -0.990 -10.977 -1.088 -10.971 -

8、1.088 -11.941 -1.111 -11.204 -1.111 -12.968 -1.111 -11.204 -1.111 -13.976 -1.111 -11.204 -1.111 b) 用 1 u畫出轉(zhuǎn)移特性 21 ( )if u曲線 5 -15-12-9-6-303691215 -1.5 -1.2 -0.9 -0.6 -0.3 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 i2(mA) u1(V) c) 線性部分?jǐn)M合的結(jié)果： 5 9.909 10 m gS 8 1.710 10 m g S 5 (9.9090.002) 10 m gS d) 用 1 u計(jì)算 2 1 m i g

9、u 的相對(duì)誤差 m g的理論值應(yīng)為 4 11 ()1 10 10 m gS Rk 理論 根據(jù)在實(shí)驗(yàn)中得到的測量結(jié)果計(jì)算所得的值為 5 9.909 10 m gS 實(shí)驗(yàn) （） 兩者的相對(duì)誤差為 45 4 1 109.909 10 0.910% 1 10 mm m ggSS gS 理論實(shí)驗(yàn) 理論 （）（）（） = （） e) 用 R u繪制轉(zhuǎn)移特性 2 () R if u曲線 6 -15-12-9-6-303691215 -1.5 -1.2 -0.9 -0.6 -0.3 0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 i1(mA) uR(v) f) 線性部分?jǐn)M合得到的結(jié)果 5 9.918 10 m

10、 gS 8 1.197 10 m g S 5 (9.9180.001) 10 m gS g) 用 R u計(jì)算 2 m R i g u 的相對(duì)誤差 m g的理論值應(yīng)為 4 11 ()1 10 10 m gS Rk 理論 根據(jù)在實(shí)驗(yàn)中得到的測量結(jié)果計(jì)算所得的值為 5 9.918 10 m gS 實(shí)驗(yàn) （） 兩者的相對(duì)誤差為 45 4 1 109.918 10 0.820% 1 10 mm m ggSS gS 理論實(shí)驗(yàn) 理論 （）（）（） = （） h) 用 1 u和 R u計(jì)算出來的 m g及其誤差值是不相同的，應(yīng)該用哪個(gè)計(jì)算？理論上是都可以的，但 是這里要用 1 u得到的結(jié)果來計(jì)算。具體的論述見

11、“實(shí)驗(yàn)討論”部分。 （3） CCVS 的轉(zhuǎn)移特性 21 ( )uf i的研究 7 a) 計(jì)算 1 i值 1( ) u V 1( ) R uV 2( ) u V 1( )i mA 0.990 0.989 -2.000 0.099 1.993 1.991 -4.043 0.1993 3.006 3.013 -6.069 0.3006 4.045 4.044 -8.186 0.4045 5.031 5.036 -10.155 0.5031 6.025 6.024 -12.176 0.6025 6.936 6.389 -12.362 0.6936 8.014 6.742 -12.360 0.8014

12、8.991 7.069 -12.357 0.8991 9.969 7.387 -12.355 0.9969 -1.032 -1.034 2.085 -0.1032 -2.030 -2.026 4.107 -0.203 -3.052 -3.057 6.165 -0.3052 -3.993 -3.992 8.083 -0.3993 -5.032 -5.038 10.165 -0.5032 -5.961 -5.959 12.059 -0.5961 -7.034 -6.905 13.830 -0.7034 -7.930 -7.199 13.826 -0.793 -8.991 -7.551 13.822

13、 -0.8991 -9.942 -7.862 13.822 -0.9942 b) 畫出轉(zhuǎn)移特性 21 ( )uf i曲線 8 -1.5-1.2-0.9-0.6-0.30.00.30.60.91.21.5 -15 -12 -9 -6 -3 0 3 6 9 12 15 u2(V) i1(mA) c) 線性部分?jǐn)M合的結(jié)果： 4 2.010 10 m r 67.11 m r 4 ( 2.0100.007) 10 m r d) 計(jì)算 2 1 m u r i 的相對(duì)誤差 m g的理論值應(yīng)為 4 2 (r )202 10 m Rk 理論 根據(jù)在實(shí)驗(yàn)中得到的測量結(jié)果計(jì)算所得的值為 4 2.010 10 m r

14、 實(shí)驗(yàn) （ ） 兩者的相對(duì)誤差為 44 4 2 102.010 10 0.500% 2 10 mm m rr r 理論實(shí)驗(yàn) 理論 （ ）（ ）（） = （ ） 實(shí)驗(yàn)討論實(shí)驗(yàn)討論 1. 對(duì)比實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 2 中分別用 1 u和 R u繪制的曲線和 m g的計(jì)算結(jié)果以及相對(duì)誤差的計(jì)算 9 可見用 1 u繪制的轉(zhuǎn)移特性曲線是符合實(shí)驗(yàn)所要達(dá)到的預(yù)期要求的，但是用 R u繪制的曲線卻只是一條 簡單的直線。觀察數(shù)據(jù)可知，因?yàn)?1 u是手動(dòng)調(diào)節(jié)的，所以其值在每組數(shù)據(jù)中都是變化的，并使得 2 u出現(xiàn)了 上限和下限。 但是 R u的值在 2 u出現(xiàn)上下限時(shí)， 其也出現(xiàn)上下限， 不再變化。 說明理論上本應(yīng)相等的 1

15、u和 R u 并不相等，這說明“虛短”并不是完全成立的，它只有在閾值范圍之內(nèi)是近似與 1 u相等。因此繪制出來的 曲線不相同。 所以， 我們不能因理論上的 “虛短” 而采用測量 R u代替 1 u而繪制曲線并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算， 而只能采用 1 u。 2. 實(shí)驗(yàn)中，使用運(yùn)算放大器時(shí)要注意其輸出端，是不能與地短路的。另外輸入電流不能過大，應(yīng)為 幾十到幾百毫安之間。否則可能燒壞運(yùn)放。 3. 本實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常犯的錯(cuò)誤，是使用運(yùn)放時(shí)，忘記給運(yùn)算放大器加上直流電源（15V） ，這是學(xué)生在 剛開始做使用運(yùn)放的實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常疏忽的地方。 回答思考題回答思考題 1. 受控源和獨(dú)立源有何異同？ 答：受控電流源和受控電壓源的電流值或電壓值是由外部相關(guān)電流或電壓來控制的，而獨(dú)立電流源和 獨(dú)立電壓源的電流或電壓值是其內(nèi)部固有的。本質(zhì)上，受控源是運(yùn)放中端口電流電壓的關(guān)系所決定。其之 間的關(guān)系一般為簡單的數(shù)學(xué)比例。而獨(dú)立源是固有的某種能力轉(zhuǎn)化為電能，如干電池的化學(xué)能、風(fēng)力供電 中的機(jī)械能等。 2. 受控源的控制特性是否適合于交流信號(hào)？ 答：受控源的控制特性與信號(hào)種類無關(guān)，如電力系統(tǒng)中的電流互感器在電路分析中就可以看做一受控 電流源，其所使用的就是交流信號(hào)。 3. 寫出測量 CCCS 轉(zhuǎn)移特性的實(shí)驗(yàn)步驟 答：實(shí)驗(yàn)分為以下幾步： （1）連接如下的電路圖4： 圖 4 （2）測量 1 u和 2 u的