《受控源仿真研究》PPT课件

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1、受控源电路的仿真分析目录实验目的13实验仪器4实验原理5实验步骤67实验提示8实验报告思考题2预习要求1利用EDA软件对受控源电路进行仿真分析实验目的3了解测量仪器内阻对测试精度的影响2初步掌握Multisim软件的用法受控源电路的仿真分析预习要求1.了解Multisim软件的操作方法2.复习理论课关于受控源电路部分的内容。微机1台（装有Multisim软件）实验仪器受控源电路的仿真分析实验原理受控源电路的仿真分析一、运算放大器简述实验原理1.运算放大器的电路符号图2-15-5运算放大器电路符号输出端同相输入端反相输入端+－实验原理受控源通常都是由运算放大器构成的。运算放大器是一种有源二端元

2、件，图2-15-5表示的是它的电路符号。它有两个输入端，一个输出端。信号从“－”端输入时，输出信号与输入信号反相，故称“－”端为反相输入端；从“+”端输入时，输出信号与输入信号同相，故称“+”端为同相输入端。实验原理2.运算放大器的工作电源除了两个输入端外，运算放大器还有两个工作电源端。一个为正电源端，另一个为负电源端，只有接有正、负电源的运算放大器才能正常工作。当然也有一些运算放大器只有一个工作电源端，即单电源工作的运算放大器。实验原理3.理想运放模型&两个重要结论V－V＋Ri=Ro=0Ao(V＋－V－)图2-15-6理想运放模型++－－实验原理不管是双还是单电源工作的运算放大器，其基本

3、电路模型是一样的。如图2-15-6所示。其中V＋和V—分别为同相输入端和反相输入端的对地电压，Vo是输出端对地电压，Ao是运算放大器的开环电压放大倍数，在理想情况下Ao和输入端的电阻Ri为无穷大，输出电阻Ro为零。根据输出电压Vo=(V＋－V－)Ao式可见，当输出电压Vo为有限值时，则有V＋=V－，且有i＋=V＋/Ri=0，i－=V－/Ri=0实验原理由这些式子可引出两个重要的结论：(1)运算放大器的“+”端和“－”端之间等电位。若其中一个输入端是接地的，则另一个输入端虽未接地，也可以认为是零电位。故称此端为“虚地”，或把同相输入端和反相输入端之间标为“虚短路”。(2)运算放大器的输入端电流

4、等于零。这两个重要性质是简化分析含有运算放大器网络的依据。实验原理4.运算放大器的实例（LM358）图2-15-7LM358型运算放大器引出端功能+Ec(a)23LM3588Vo276V2+541V1+V1-Vo1V2-+Ec84321+-(b)实验原理两个需要注意的地方：(1)LM358是一片双运放(一块集成片内含有两个性能相近的运算放大器且共用一组工作电压)。(2)工作电源为单电源，其中8脚为其工作电源端，一般接+15V电压方可工作。实验原理二、四种受控源基本电路1.电压控制电压源(VCVS)V+i+图2-15-8(b)V-V1+R2i2RfV1V1V2=1+Rf/R2++++---

5、--V2ifi-图2-15-8(a)VCVS实验原理图2-15-8(a)所示电路是一个电压控制电压源。由图可知：V＋=V－=V1i＋=i－=0if=i2=V－/R2=V1/R2所以V2=ifRf+i2R2=(Rf+R2)V1/R2=(1+Rf/R2)V1令μ=1+Rf/R2则V2=μV1其中是无量纲的常数，称为电压转移系数(或称电压放大倍数)。图2-15-8(b)为VCVS理想电路模型。实验原理2.电压控制电流源(VCCS)V-V1+R2i2+V2-V1gmV1RLis+-+-gm=1/R2图2-15-9(a)图2-15-9(b)RLV+isV2+--VCCS实验原理将图2-15-8(a)

6、中的Rf看作是一个负载电阻RL，这样就构成一个电压控制电流源。如图2-15-9(a)所示。由图可见受控源的输出电流:is=i2=V－/R2=V1/R2令gm=1/R2则is=gmV1其中gm具有电导的量纲，称为转移电导。VCCS的理想电路模型如图2-15-9(b)所示。实验原理3.电流控制电压源(CCVS)i1ER1R2i1RfV2V2rmi1rm=Rf图2-15-10(a)图2-15-10(b)++++----CCVS实验原理图2-15-10(a)所示电路是一个电流控制电压源。由图可知：V－=V＋=0，if=i1+i－=i1所以V2=i1Rf令rm=Rf则V2=i1rm其中rm具有电阻的量

7、纲，称为转移电阻。CCVS的理想电路模型如图2-15-10(b)所示。实验原理4.电流控制电流源(CCCS)ifiLaER1R2i1RfRLRiRi1iLRLi1=1+Rf/R图2-15-11(a)图2-15-11(b)++--CCCS实验原理图2-15-11(a)是一个电流控制电流源的电路。因为Va=ifRf=i1Rf，iR=－Va/R=－i1Rf/R所以iL=if－iR=i1+i1Rf/R=(1+Rf