图所示为一个电路,等效变换成电压源与电阻串联的电路,其等效参数US和R0分别是( )。
A.US=5V R0=12.5Ω
B.US=-5V R0=12.5Ω
C.US=5V R0=-12.5Ω
D.US=-5V R0=-12.5Ω
A.US=5V R0=12.5Ω
B.US=-5V R0=12.5Ω
C.US=5V R0=-12.5Ω
D.US=-5V R0=-12.5Ω
将流控电流源Na与另一反向的压控电压源Nb相串并联,如题图所示。试证当控制系数α=μ时,该复合电路可等效为n:1的理想变压器,并求出其变比n与控制系数的关系。
光电探测器件噪声测试及频谱分析
实验目的
研究一种测量光电探测器件噪声,以及分析其频谱的方法。
实验内容
(1)测量光电导型探测器的噪声。
(2)绘出~f曲线,分析频谱。
实验使用的仪器和器材
(1)前置放大器 1台
(2)频谱分析仪 1台
(3)标准信号发生器 1台
(4)直流稳压电源 1台
(5)万用表 1台
(6)光敏电阻及各种电阻元件等。
实验基本原理
大家知道,光电探测器件的最小可检测功率,受噪声限制。因此,了解光电探测器件的噪声及其频谱,对于使用光电探测器件进行弱信号的测量是十分重要的。光电探测器件噪声的测量,是指在无输入信号的情况下对探测器的电输出所进行的一种测量,在测量的过程中,往往需要在探测器与测量仪之间加一放大器,这就不得不考虑光电探测器件的影响。仪器所测量的是放大器的输出噪声,扣除负载电阻和放大器的噪声之后,才是光电探测器件本身的噪声。
本实验测量光电导型探测器的噪声,下面就以此为例说明其测量的基本原理。光电导探测器可以等效为一个电阻和一个噪声等效电压源串联,或一个电阻与一个噪声等效电流源并联的电路。如下图所示。
图中,Rd是光电导探测器的等效电阻,End是等效噪声电压源,其等效噪声电流源为
(7-1)
若连接有负载电阻RL,同样可用上图等效,只不过噪声等效电压源为EnL,即
=4kTRL△f (7-2)
放大器的噪声等效电路,如下图所示。
在图中,En和In则分别表示放大器的噪声电压源和噪声电流源。
测量系统的噪声等效电路,如下图所示。
在图中,Es为信号源。由图,可写出下列电路方程式为
(7-3)
式中,K是从探测器到放大器输出端的传递函数,也就是系统的增益。当输入信号Es=0,
由式(7-3),可得
(7-4)
或
(7-5)
用阻值相同的线绕电阻(标准电阻)代替光电导探测器,在放大器的输出端又可得到一个噪声电压Ub,类似于式(7-4)可得
或
(7-6)
比较式(7-6)与式(7-5),则可得
=(7-7)
式中,=4kTRd△f。
由式(7-7)可见,只要知道上图所示系统的增益K,并测出、,即可算出探测器的噪声End。
系统增益K的测量方法如下:
将信号发生器产生的标准信号U通过衰减器加到校准电阻Rcal上,调节信号发生器的频率与选频放大器的中心频率相同(Rcal与探测器串接,其阻值很小,因此本身的热噪声可以忽略)。然后调节衰减器使放大器的输出为mUno,此时根据衰减器及标准信号,即可算出降至Rcal上的标准信号Ucal,一般m取为100。
根据式(7-3),以Ucal代替式中的Es,则得
(7-8)
再考虑到式(7-4),则得
或
(7-9)
将式(7-9)代入式(7-7),则得
(7-10)
令,则
(7-11)
由式(7-11)可见,只要在放大器无输入信号的情况下测出其输出电压Uno,用线绕电阻代替探测器,测出Ub,便可求得δ,再测出Ucal,由式(7-11),便可计算出光电探测器件的噪声Und。
实验装置
测量光电导探测器的噪声谱,所用实验测量装置如下图所示。
由图可见,当将开关K1掷“1”时,测光电探测器的噪声;将开关掷“2”时,则测标准电阻Rs噪声。当开关K2合上时,则送入标准信号。衰减器由图中R1与R2组成。
图所示电路,当uS(t)=100V直流电压源时,功率表的读数为400W;将直流电压源uS(t)换成非正弦电压源uS(t)=(100+90sinωt)V,安培表读数为5A,功率表的读数为670W;此时若将电感L断开,电压读数为,求参数R1、R2、XL、XC。
在图(a)所示电路中,如果与电阻R2串联了一个Us3=10V的电压源,其余参数不变,支路电流I1,I2又为多少?
在图Ⅰ-1所示直流电路中,对电阻R来说,点画线方框内的电路可用一个理想元件来代替,这个理想元件是( )。
A.电流源
B.电压源
C.电阻元件
下图(a)所示直流电路,若用图(b)的电压源电路来等效,则该等效电路的US=______,R0=______。
1.在图Ⅰ-1所示直流电路中,对电阻R来说,点画线方框内的电路可用一个理想元件来代替,这个理想元件是( )。
A.电流源
B.电压源
C.电阻元件
(浙江大学2010年考研试题)电路如图4一49(a)所示,已知R1=R2=R4=2Ω,R3=4Ω,IS=3A。(1)欲使R1支路电流I=1A,问电压源US应为多大?(2)保持上述US和IS不变,把电阻R1换成一个非线性电阻,其伏安特性如图4一49(b)所示,求此时支路电流I的值。