表13-3 VCCS的转移特性数据 U1/V 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 I2/mA (2)测试VCCS的负载特性I2=f(RL) 保持U1=2V,负载电阻RL用电阻箱,并调节其大小,用电流表测量对应的输出电流I2,将数据记入表13-4中。
表13-4 VCVS的负载特性数据
RL/kΩ 50 20 10 5 3 1 0.5 0.2 R1_+10.1 I2/mA 3、测试电流控制电压源(CCVS)特性 R1=10kΩ,RL=2kΩ(用电阻箱)。
实验电路如图13-9所示,图中,I1用恒流源,
AI(1)测试CCVS的转移特性U2=f(U1)
调节恒流源输出电流I1(以电流表读数为准),
0.2
∞+RL+U2_用电压表测量对应的输出电压U2,将数据记入 表13-5中。 I1/ mA 0 0.05 0.1 0.15 图13-9 0.3 0.4 表13-5 CCVS的转移特性数据
0.25 U2/V (2)测试CCVS 的负载特性U2=f(RL) 保持I1=0.2mA,负载电阻RL用电阻箱,并调节其大小,用电压表测量对应的输出电压U2,将数据记入表13-6中。
表13-6 CCVS的负载特性数据 RL/Ω 50 100 150 200 500 1k 2k R1AAI1_+10k 80k I2RLU2/V 4、测试电流控制电流源(CCCS)特性 实验电路如图13-10所示。图中,I1用 恒流源,R1=R2=10kΩ,RL=2kΩ(用电阻箱)。 (1)测试CCCS的转移特性I2=f(I1)
调节恒流源输出电流I1(以电流表读数为准), 用电流表测量对应的输出电流I2,I1、I2分别用EEL -31组件中的电流插座5-6和17-18测量,将数 据记入表13-7中。 I1/ mA 0 0.05
∞+R2 图13-10 表13-7 CCCS的转移特性数据 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 I2/ mA (2)测试CCCS 的负载特性I2=f(RL)
保持I1=0.2mA,负载电阻RL用电阻箱,并调节其大小,用电流表测量对应的输出电流I2,将数据记入表13-8中。
表13-8 CCCV的负载特性数据
RL/Ω I2/ mA 50 100 150 200 500 1k 2k 10k 80k
五、实验注意事项
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1、用恒流源供电的实验中,不允许恒流源开路;
2、运算放大器输出端不能与地短路,输入端电压不宜过高(小于5V)。 六、预习与思考题
1、什么是受控源?了解四种受控源的缩写、电路模型、控制量与被控量的关系; 2、四种受控源中的转移参量μ、g、r和β的意义是什么?如何测得?
3、若受控源控制量的极性反向,试问其输出极性是否发生变化?
4、如何由两个基本的CCVC和VCCS获得其它两个CCCS和VCVS,它们的输入输出如何连接?
5、了解运算放大器的特性,分析四种受控源实验电路的输入、输出关系。 七、实验报告要求
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μ、g、r和β;
2、参考表13-1数据,说明转移参量μ、g、r和β受电路中哪些参数的影响?如何改变它们的大?
3、回答预习与思考题中的3、4题;
4、对实验的结果作出合理地分析和结论,总结对四种受控源的认识和理解。
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实验六 串联谐振电路特性的研究
一、实验目的
1、加深理解电路发生谐振的条件、特点,掌握电路品质因数(电路Q值)、通频带的物
理意义及其测定方法; 2、学习用实验方法绘制R、L、C串联电路不同Q值下的幅频特性曲线; 3、熟练使用信号源、频率计和交流毫伏表。 二、原理说明
在图23—1所示的R、L、C串联电路中,电路复阻抗Z?R?j(?L?11?C),
当?L??C?与I?同相,电路发生串联谐振,谐振角频率??时,Z=R ,U0I?C1LC,
L谐振频率f0?12?LC。
??U
?为响应 ?为激励信号,U在图23-1电路中,若UR?图23-1R?UR信号,其幅频特性曲线如图23-2所示,在f=f0时,
A=1,UR=U ,f≠f0时,UR<U ,呈带通特性。A=0.707,即UR=0.707U 所对
应的两个频率fL和fh为下限频率和上限频率,fh-fL为通频带。通频带的宽窄与电阻
R有关,不同电阻值的幅频特性曲线如图23-3所示。
AAR?R?10.70710.707RR?0ffLf0fh图23-20f0图23-3f电路发生串联谐振时,UR=U ,UL=UC=QU ,Q称为品质因数,与电路的参数R、L、C有关。Q值越大,幅频特性曲线越尖锐,通频带越窄,电路的选择性越好,在恒压源供电时,电路的品质因数、选择性与通频带只决定于电路本身的参数,而与信号源无关。在本实验中,用交流毫伏表测量不同频率下的电压U 、UR、UL、UC,绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲线,并根据? f?fh?fL计算出通频带,根据Q?Q?f0fh?fLUUL?UCU或
计算出品质因数,
三、实验设备
1、信号源(含频率计)
2、交流毫伏表
3、EEL—33组件(含实验电路)
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四、实验内容
实验电路如图23-4所示(在EEL—33组件上),图中:L=16.5mH,R、C可选不 同数值,信号源输出正弦波电压作为输入电?uR?31压u,调节信号源正弦波输出电压,并用交
50?流毫伏表测量,使输入电压u的有效值U=1?V,并保持不变,信号源正弦波输出电压的频率用频率计测量。
1、测量R、L、C串联电路谐振频率 选取R=50Ω,C=9000PF,调节信号
u2100?16.5mH1000pF8000pF??4uC0~540pF?uL?50~540pF?源正弦波输出电压频率,由小逐渐变大(注
图23-4意要维持信号源的输出电压不变,用交流毫伏表不断监视),并用交流毫伏表测量电阻R两端电压UR,当UR的读数为最大时,读得频率计上的频率值即为电路的谐振频率f0,并测量此时的UC与UL值(注意及时更换毫伏表的量限),将测量数据记入自拟的数据表格中。
2、测量R、L、C串联电路的幅频特性 在上述实验电路的谐振点两侧,调节信号源正弦波输出频率,按频率递增或递减500Hz或1KHz,依次各取7个测量点,逐点测出UR、UL和UC 值,记入表23-1中。
表23-1 幅频特性实验数据一
f(kHz) UR(V) UL(V) UC(V) 3、在上述实验电路中,改变电阻值,使R=100?,重复步骤1、2的测量过程,将幅频特性数据记入表23-2中。
表23-2 幅频特性实验数据二
f(kHz) UR(V) UL(V) UC(V) 五、实验注意事项
1、测试频率点的选择应在靠近谐振频率附近多取几点,在改变频率时,应调整信号输
出电压,使其维持在1V不变;
2、在测量UL和UC数值前,应将毫伏表的量限改大约十倍,而且在测量UL与UC时毫伏
表的“+”端接电感与电容的公共点4。
六、预习与思考题
1、根据实验1、3的元件参数值,估算电路的谐振频率,自拟测量谐振频率的数据表格; 2、改变电路的哪些参数可以使电路发生谐振,电路中R的数值是否影响谐振频率? 3、如何判别电路是否发生谐振?测试谐振点的方案有哪些?
4、电路发生串联谐振时,为什么输入电压u不能太大,如果信号源给出1V的电压,
电路谐振时,用交流毫伏表测UL和UC,应该选择用多大的量限?为什么? 5、要提高R、L、C串联电路的品质因数,电路参数应如何改变?
七、实验报告要求
1、电路谐振时,比较输出电压UR与输入电压U是否相等?UL和UC是否相等?试分
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