受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS 的實驗研究

一、實驗目的
通過測試受控源的外特性及其轉移參數，進一步理解受控源的物理概念，加深對受控
源的認識和理解。
二、原理說明
1. 電源有獨立電源（如電池、 發電機等）與非獨立電源（或稱為受控源）之分。
受控源與獨立源的不同點是：獨立源的電勢Es 或電激流Is 是某一固定的數值或是時間
的某一函數，它不隨電路其余部分的狀態而變。而受控源的電勢或電激流則是隨電路中另
一支路的電壓或電流而變的一種電源。
受控源又與無源元件不同，無源元件兩端的電壓和它自身的電流有一定的函數關系，
而受控源的輸出電壓或電流則和另一支路（或元件）的電流或電壓有某種函數關系。
2. 獨立源與無源元件是二端器件，受控源則是四端器件， 或稱為雙口元件。它有一
對輸入端（U1、I1）和一對輸出端（U2、I2）。輸入端可以控制輸出端電壓或電流的大小。
施加于輸入端的控制量可以是電壓或電流，因而有兩種受控電壓源（即電壓控制電壓源
VCVS 和電流控制電壓源CCVS）和兩種受控電流源（即電壓控制電流源VCCS 和電流控
制電流源CCCS）。它們的示意圖見圖5-1。
3. 當受控源的輸出電壓（或電流）與控制支路的電壓（或電流）成正比變化時，則
稱該受控源是線性的。
理想受控源的控制支路中只有一個獨立變量（電壓或電流），另一個獨立變量等于零，
即從輸入口看，理想受控源或者是短路（即輸入電阻R1＝0，因而U1＝0）或者是開路（即
輸入電導G1＝0，因而輸入電流I1＝0）；從輸出口看，理想受控源或是一個理想電壓源或
者是一個理想電流源。

4. 受控源的控制端與受控端的關系式稱為轉移函數。
四種受控源的轉移函數參量的定義如下：
(1) 壓控電壓源(VCVS)：U2＝f(U1)，μ＝U2/U1 稱為轉移電壓比（或電壓增益）。
(2) 壓控電流源(VCCS)：I2＝f(U1)，gm＝I2/U1 稱為轉移電導。
(3) 流控電壓源(CCVS)：U2＝f(I1)，rm＝U2/I1 稱為轉移電阻。
(4) 流控電流源(CCCS)：I2＝f(I1)，α＝I2/I1 稱為轉移電流比（或電流增益）。
三、實驗設備

五、實驗注意事項
1. 每次組裝線路，必須事先斷開供電電源，但不必關閉電源總開關。
2. 用恒流源供電的實驗中，不要使恒流源的負載開路。
六、預習思考題
1. 受控源和獨立源相比有何異同點？比較四種受控源的代號、 電路模型、控制量與
被控量的關系如何？
2. 四種受控源中的rm、gm、α和μ的意義是什么？如何測得？
3. 若受控源控制量的極性反向，試問其輸出極性是否發生變化？
4. 受控源的控制特性是否適合于交流信號？
5. 如何由兩個基本的CCVS 和VCCS 獲得其它兩個CCCS 和VCVS， 它們的輸入輸
出如何連接？
七、實驗報告
1. 根據實驗數據， 在方格紙上分別繪出四種受控源的轉移特性和負載特性曲線，并
求出相應的轉移參量。
2. 對預習思考題作必要的回答。
3. 對實驗的結果作出合理的分析和結論， 總結對四種受控源的認識和理解。
4. 心得體會及其它。