受控电源电路的分析
电路分析中含受控源的电路分析
电路分析中含受控源的电路分析含有受控源的电路分析是电路分析中的一种重要方法，用于分析电路中存在各类受控源的电路。
受控源是一种与输入信号有关的电源，它的电压或电流与电路中的一些参数有关。
常见的受控源有电压受控电压源（VCVS）、电流受控电流源（CCCS）、电流受控电压源（CCVS）和电压受控电流源（VCIS）等。
在含有受控源的电路分析中，首先需要建立电路的拓扑结构和元件的数学模型。
然后，根据电路中各个元件之间的连接关系和电路定律，可以列写出电路的基尔霍夫方程。
而对于含有受控源的电路分析，还需要考虑受控源的特性和输入信号的影响。
以电压受控电压源（VCVS）为例，电路中的一个元件可以认为是一个电流与输入电压之间存在关系的受控源。
在分析电路时，可以使用残源法、节点电压法或混合法等方法。
其中，节点电压法是最为常用的方法之一在节点电压法中，首先需要选择一个参考节点，并以该节点为基准确定其他节点的电压。
然后根据电压源、电压受控源和电流源等的性质，可以得到各个节点的电压与输入信号之间的关系。
在分析电路时，可以运用Kirchhoff定律、欧姆定律和元件电压-电流特性等基本原理，通过建立节点方程，将电路进行简化和分析。
受控源的特性对电路的分析和计算产生了影响。
在分析过程中，需要根据受控源的电压或电流与输入信号的关系，将其转换为等效电源。
例如，可以通过电流受控电流源（CCCS）将电压源转换为等效的电流源。
通过受控源的转换和简化，可以将电路分析问题转换为求解一组线性方程的问题。
通过受控源的电路分析，可以获得电路中各个节点的电压、元件的电流以及功率等信息。
这对于电路设计、电路故障分析等都具有重大的意义。
通过电路分析，可以评估电路的性能，确定电路中的瓶颈和关键元件，并改进电路的设计。
总而言之，含有受控源的电路分析是电路分析中一种重要的方法。
通过建立电路模型、使用电路定律和数学方法，可以对含有受控源的电路进行分析和计算。
通过受控源的转换和简化，可以将电路分析问题转化为线性方程组的求解问题，从而得到电路中各个节点的电压、元件的电流以及功率等信息。
受控源及电路分析
4、受控源和电阻构成的二端网络，可用等效电阻替 代。该等效电阻可能为负，表明受控源是有源元 件，供出能量。
2020/9/25
作业
习题：Ｐ59 20 21
2020/9/25
(G 2 G 4 )u 3 G 2 u 1 G 4 u 4i2
u4 U1
补充方程： U1u2u1
i2(u1u3)G2
2020/9/25
含受控源电路的等效变换
等效变换：把受控电流源并联电阻形式转换为受 控电压源串联电阻的形式，再对电路进一步等效，但 是受控源的控制量所在的支路不能变动。
2020/9/25
电源
电源：对外输出的端电压或电流保持为一 恒定值或确定的时间函数的二端元件 电源分为独立电源和受控电源 独立电源：能独立的对外电路提供能量的电源
受控电源：输出的电能是受电路中其它处 的电压或电流的控制。
2020/9/25
受控源
受控源有两对端钮，一对输入一对输出，输 入端施加的是控制量，是电压或电流，输出端输 出的是被控制量，是电压或电流。
等效 变换
求如图电路的u1 开路
I=0
u1 3(52u1) u1 3V
2020/9/25
含受控源电路的戴维南等效
由受控源和电阻构成的二端电路可等效为一 个纯电阻，可以是正电阻，也可以是负电阻，或 是电阻为零．
在含受控源的电路中应用戴维南定理，求等 效电阻时只把独立电源置零处理，受控源不变
求受控源和电阻构成的二端电路的等效电阻， 一般在电路端口外加电压源求端口电流，或外加电 流源求端口电压，列写端口伏安关系，则端口电压 与电流的比值即为等效电阻．
2020/9/25
电路分析基础受控源
北京邮电大学电子工程学院
退出 开始
内容提要
基本概念 理想受控源模型 几点说明
X
1.基本概念
受控源(controlled source)是由某些电子器件抽象而来的一种电
源模型，这些电子器件都具有输出端的电压或电流受输入端的
电压或电流控制的特点。像晶体管、变压器、运算放大器等电
子器件都可以用受控源作为其电路模型。
对T型网络有：
u12 R1i1 R2i2
i1
R1 R2
R3 u12 R2 R3
R3 R1
R1 R2
R2 u31 R2 R3
R3 R1
u23 R2i2 R3i3
i2
R1 R2
R1 u23 R2 R3
R3 R1
R1 R2
R3 u12 R2 R3
R3 R1
i1 i2 i3 0
对Π型网络有：
已知 30 ，求 u o u s 。
解：i1
5
us 10
us 15
u o i1 1 0 0 3 0 1 u 5 s 1 0 0 2 0 0 u s
uo us 200
i1 us
5 b
10
e
c
+
100 uo
i1
-
X
例题2 如图所示电路中，已知 is 7A ，r0.5，
求受控源的功率。
X
例题2
求图示单口网络的输入电阻
R
。
i
解：i u 2 i RL u
Ri i RL
u i
RL
i A+
u
RL
B-
2i
结论：对于不含独立源但含有受控源的单口网络可 以等效为一个电阻，而且等效电阻还可能为负值。
电路分析-电压源、电流源和受控电源
i
+
iS
u
_
(1) 短路：i= iS ，u=0
(2) 开路：理想电流源不允许开路。
4. 功率 iS
iS
+ +
u , iS 非关联
u
p发= u is
_
p吸= – uis
_
u , iS 关联
u
p吸= uis
p发= – uis
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受控电源 (非独立源) (controlled source or dependent source)
i1
i2
+
+
u_ 1
gu1 u2 _
{ i1=0 i2=gu1
VCCS
g: 转移电导
(4) 电压控制的电压源 ( Vole )
i1
i2
+
+
+
u_ 1
_u1
u2
_
VCVS
{ i1=0 u2= u1 :电压放大倍数
i1
i2
+
+
u_ 1
b i1 u2 _
一、定义 电压源电压或电流源电流不是给定函数，而是受电路
某个支路的电压(或电流)的控制。
电路符号
+– 受控电压源
受控电流源
例 Rb ib
Rc
ic
ic=b ib
电流控制的电流源
ib 控制部分
b ib
受控部分
二、四种类型
(1) 电流控制的电流源 ( Current Controlled Current Source )
3. 理想电压源的开路与短路
i
(1) 开路 i=0
受控电源实验报告结论
一、实验目的通过本实验，了解受控源的基本原理，掌握受控源的特性，并学会搭建受控源实验电路，通过实验验证受控源的特性。
二、实验原理受控源是一种非独立源，其电压或电流的量值受其他支路电压或电流的控制。
根据控制方式的不同，受控源分为电压控制电压源（VCVS）、电压控制电流源（VCCS）、电流控制电压源（CCVS）和电流控制电流源（CCCS）四种类型。
三、实验器材1. 电源：直流稳压电源2. 运算放大器：uA7413. 电阻：100Ω、1kΩ、10kΩ4. 电位器：10kΩ5. 导线若干6. 万用表：数字式万用表四、实验步骤1. 搭建VCVS实验电路，将运算放大器搭建为电压控制电压源，通过调节电位器改变输入电压，观察输出电压的变化。
2. 搭建VCCS实验电路，将运算放大器搭建为电压控制电流源，通过调节电位器改变输入电压，观察输出电流的变化。
3. 搭建CCVS实验电路，将运算放大器搭建为电流控制电压源，通过调节电位器改变输入电流，观察输出电压的变化。
4. 搭建CCCS实验电路，将运算放大器搭建为电流控制电流源，通过调节电位器改变输入电流，观察输出电流的变化。
5. 使用万用表测量实验电路中的电压和电流，记录数据。
五、实验结果与分析1. VCVS实验结果与分析当输入电压为0V时，输出电压也为0V；当输入电压逐渐增大时，输出电压随之增大，且输出电压与输入电压成正比。
实验结果表明，VCVS具有电压控制电压源的特性。
2. VCCS实验结果与分析当输入电压为0V时，输出电流也为0A；当输入电压逐渐增大时，输出电流随之增大，且输出电流与输入电压成正比。
实验结果表明，VCCS具有电压控制电流源的特性。
3. CCVS实验结果与分析当输入电流为0A时，输出电压也为0V；当输入电流逐渐增大时，输出电压随之增大，且输出电压与输入电流成正比。
实验结果表明，CCVS具有电流控制电压源的特性。
4. CCCS实验结果与分析当输入电流为0A时，输出电流也为0A；当输入电流逐渐增大时，输出电流随之增大，且输出电流与输入电流成正比。
电路实验报告受控电源
一、实验目的1. 理解受控电源的概念和分类。
2. 掌握受控电源的基本特性和应用。
3. 通过实验，加深对受控电源电路原理的理解。
二、实验原理受控电源是一种电路元件，其输出电压或电流受另一个电路元件的电压或电流控制。
根据控制信号的不同，受控电源可分为电压控制电压源（VCVS）、电流控制电压源（CCVS）、电压控制电流源（VCCS）和电流控制电流源（CCCS）。
1. 电压控制电压源（VCVS）：输出电压受输入电压控制，输出电压与输入电压成比例关系。
2. 电流控制电压源（CCVS）：输出电压受输入电流控制，输出电压与输入电流成比例关系。
3. 电压控制电流源（VCCS）：输出电流受输入电压控制，输出电流与输入电压成比例关系。
4. 电流控制电流源（CCCS）：输出电流受输入电流控制，输出电流与输入电流成比例关系。
三、实验仪器与设备1. 电源：直流稳压电源2. 电阻：不同阻值3. 电压表：数字电压表4. 电流表：数字电流表5. 受控电源电路板6. 连接线：若干四、实验步骤1. 搭建VCVS电路，将输入电压信号接入电路板，调整输出电压，观察输出电压与输入电压的关系。
2. 搭建CCVS电路，将输入电流信号接入电路板，调整输出电压，观察输出电压与输入电流的关系。
3. 搭建VCCS电路，将输入电压信号接入电路板，调整输出电流，观察输出电流与输入电压的关系。
4. 搭建CCCS电路，将输入电流信号接入电路板，调整输出电流，观察输出电流与输入电流的关系。
五、实验数据记录与分析1. VCVS电路：输入电压（V）：5V输出电压（V）：2.5V比例系数：0.52. CCVS电路：输入电流（A）：0.5A输出电压（V）：2.5V比例系数：5V/A3. VCCS电路：输入电压（V）：5V输出电流（A）：0.5A比例系数：0.5A/V4. CCCS电路：输入电流（A）：0.5A输出电流（A）：0.5A比例系数：1A/A根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. VCVS电路输出电压与输入电压成比例关系，比例系数为0.5。
受控源电路的仿真分析(lu)PPT课件
实验思考题
1．理想运算放大器的主要特点有哪些？
答：1.开环差模电压增益Aud→∞； 2.差模输入电阻Rid→∞ 3.差模输出电阻Rod→0 4. KCMR→∞ 5.输入失调电流IIO、失调电压UIO和它们的
温漂均为零； 6.输入偏置电流IIB=0 7. 3dB带宽BW=∞ 8.虚短和虚断。
实验思考题
2.运算放大器的电路符号
说明
(1)“+”表示同相输入端，表明从该端输 入的信号输出为同相放大。
(2)“−”表示反相输入端，表明从该端输 入的信号输出为反相放大。
(3) 集成运放是高增益的直接耦合放大器。 其开环放大倍数非常大。
二、理想运算放大器概念
理想运算放大器的电路模型是一个受控源，它 的外部接入不同的电路元件，可以实现对信号的模 拟运算或模拟转换。
1.开环差模电压增益Aud→∞； 2.差模输入电阻Rid→∞ 3.差模输出电阻Rod→0 4. KCMR→∞
5.输入失调电流IIO、失调电压UIO和它们
的温漂均为零；
6.输入偏置电流IIB=0
7. 3dB带宽BW=∞
三、运算放大器的两种基本反馈组态
1、运算放大器的开环传输特性
uo
UCC UCC
－
ud
答：适用于交流信号。加大输入信号后，输出电压波 形先按比例被放大，但随着输入信号的不断加大输出 电压会产生 失真，波形的上限和下限被限伏。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
➢对于CCVS－电流控制电压源 设控制量为I1，被控量为V2，则有：
电路实验六实验报告_受控源的研究
电路实验六实验报告_受控源的研究电路实验六实验报告实验题⽬：受控源的研究实验内容：1.受控源的种类；2.⽤运算放⼤器组成受控源，运算放⼤器芯⽚型号是µA741，有四种结构，在⾯包板上搭接电压控制电压源和电压控制电流源；3.测试电压控制电压源（VCVS）特性；4.测试电压控制电流源（VCCS）特性。
实验环境：数字万⽤表、学⽣实验箱、导线。
实验原理：受控源是⼀种⾮独⽴电源，它对外也可提供电压或电流，但它与独⽴源不同，这种电源的电压或电流受电路其它部分的电流或电压的控制。
根据控制量的不同，受控源可分为四类种：电压控制电压源VCVS；电压控制电流源VCCS；电流控制电压源CCVS；电流控制电流源CCCS。
当受控源的电压和电流（称为受控量）与控制⽀路的电压或电流（称为控制量）成正⽐变化时，受控源是线性的。
1.利⽤µA741芯⽚搭接电压控制电压源VCVS的电路图如下：Uo受控源转移电导为：1+R2/R1=2，输⼊输出电压关系为：U o=2U i。
2.利⽤µA741芯⽚搭接电压控制电流源VCCS的电路图如下：受控源转移电导为：1/R1=1/10000，R2的阻值变化不能引起输出电流i o的变化。
输⼊电压和输出电流的关系为i o=Ui/10000。
实验记录及结果分析：1.当电压控制电压源VCVS电路的输⼊电压U i在0-0.5V之间变化时，测得输出电压数据如数据分析：输出电压U o随着输⼊电压U i的变化⽽变化，且其电压值保持在输⼊电压的2倍左右，符合转移电导的值。
输出端是否有负载不会对输出电压的⼤⼩造成影响，符合受控源的性质。
电压控制电压源VCVS电路搭接成功。
2.当电压控制电流源VCCS电路的输⼊电压U i在0-0.5V之间变化时，测得输出电流数据如下：当输⼊电压保持在0.4V，电阻器R的阻值不断变化时，测得输出电流数据如下：o i(1/10000)左右，符合转移电导的值。
输出端的负载R2的变化不能改变输出电流的⼤⼩，符合受控源的性质。
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I 1" I 2"
2 .5
2 0 .4 2 .5 2 .5 2
1 . 25 A 0 . 75 A
（3）最后结果： I1
'
A
+ R1
I2 '
R2
+ -
I1''
R1
A
I2''
R2 + Is UD=0.4UAB
Us B
UD=0.4UAB
B
I 1 I 1' I 1" 3 . 75 1 . 25 2 . 5 A I 2 I 2' I 2" 3 . 75 0 . 75 4 . 5 A
流控电流源 I1
I2
U U1
I2 g U1
U r I1
I 2 I1
+ U U1 -
I2 g U1
+ -
U r I1
I 2 I1
2.6.2 受控源电路的分析计算
一般原则：
电路的基本定理和各种分析计算方法仍可
使用，只是在列方程时必须增加一个受控 源关系式。
i
输入端
网络
（有源或无源）u输出端Fra bibliotekRo
u i
法2：用开路电压/短路电流法 （1）求开路电压；
（2）求短路电流；
（3）等效电阻=开路电压/短路电流
开路电压 U o E
Ro
短路电流 I o
输出电阻
E Ro
E Ro E Ro
+ –
E
Uo Io
例4：求输出电阻
+ –
Ui
I1
R2
Is B
I2'' + UD= - 0.4U AB
(1) Us 单独作用 A I2' I1' R2 + R1 + UD= - 0.4U AB U s
U AB ' U S R1 I 1' U AB ' 0 . 4U AB ' R 2 I 2'
B
代入数据得：
解得
U AB ' 20 2 I 1' 0 . 6U AB ' 2 I 2' I 1' I 2'
U1 R1
U ABO 等效电阻： R AB I AB
R1 R 2 1 . 02 V 24 42 mA
40
U1
U2
42 mA
I3
U ABO R 3 R AB
0 . 5 mA
受控源电路分析计算 - 要点（2）
可以用两种电源互换、等效电源定理等方法，简 化受控源电路。但简化时注意不能把控制量化简掉。 否则会留下一个没有控制量的受控源电路，使电路 无法求解。
I1 6 例2
R1 U + _ 9V R2
R3 4 1
已知:
R5 2
I D 0 .5 I 1
求: I1
第2章电路的分析方法
受控电源电路的分析
海南风光
2.6 受控电源电路的分析
2.6.1受控电源
2.6.2受控电源电路的分析计算 2.6.3 输入电阻(输入阻抗)
2.6.4 输出电阻(输出阻抗)
§2.6 受控源电路的分析
2.6.1受控电源
电压源 独立源 电流源
电源
非独立源（受控源）
独立源和非独立源的异同
Ri
U I1
1
2.6.4 输出电阻
输入
ui
网络
（有源或无源）
uo
输出
输出电阻—从输出端看进去的等效电阻，也就是从
输出端看进去的有源二端网络的戴维南 等效电阻
求含有受控源的二端网络的输出电阻的方法：
法1：从输出端加压求流法（令网络中的恒压源、恒
流源（包括输入信号ui））为0，但保留受控源）
R1
+
开路电压：
I2
R2
I1
Uo
–
U o I2 R 2 ( I1 I1 ) R 2 I1 (1 ) R 2 Ui R1 (1 ) R 2 (1 ) R 2 (1 ) R 2 R1 (1 ) R 2 Ui
UD'
U D'
I1 7
V
R1 6
U + 9V I1 6/7 +
UD'
U D'
I1 7
V
_
I1 6 6 I1 9 7 7
7 I1 9
I 1 1 .3 A
2.6.3 输入电阻(输入阻抗)
ii
输入
ui
网络
（有源或无源）
uo
输出
输入电阻—从输入端看进去的等效电阻
相同点：两者性质都属电源，均可向电路 提供电压或电流。
不同点：独立电源的电动势或电流是由非电 能量提供的，其大小、方向和电路 中的电压、电流无关； 受控源的电动势或输出电流，受电 路中某个电压或电流的控制。它不 能独立存在，其大小、方向由控制 量决定。
受控源分类
压控电压源 压控电流源 流控电压源 I1 U1 + U U1 I2 +U -
U AB ' 12 . 5 V I 1' I 2' 3 . 75 A
节点电位法：
(２) Is 单独作用 I1
''
A R1
R2
I2''
+ - 0.4U AB
V "
A
1
1
R1 R
2
UD R2
IS
UD=
Is
B
1 1 0 . 4 V A V A" 2 2 2 2 U AB " 2 . 5 V
UD
_
I1
U + _ 9V
6 R1
R2 6 ID’
I D'
UD 6 I1 6 A
1
I1
U + _ 9V
6
R1 R2
6
ID'
1
I1 U + _ 9V
6
R1
6 7
I D'
I1 6
A
ID'
I1 U + _ 9V
6 R1
6 7
I D'
I D'
I1 6
A
R1 6 U + 9V I1 6/7 + _
ID
例2
I1 6 R1 4 R3
两种电源互换
+U R 2 1 _ 9V
R5
I1
U + _ 9V
6
4 R3 + _ UD 2
R1
ID
2
R2 1
I D 0 .5 I 1
U D 2 I D I1
I1 U + _ 9V
6 R1 R2 1 4 + 2
U D 2 I D I1
短路电流： I I I (1 ) I (1 ) o 1 1 1
Uo R1 R 2 输出电阻： R o Io R1 (1 ) R 2
Ui R1
例5：R1=1k， R2=1k， R3=2k， U1=1V， U2=5V
I1 Us + 解得：
2 A 2
R1 R3 2A R2 1 Is
I2
+
_ UD
V A 15 V
20V B
I1
20 15
2 I 2 I 1 I S 2 .5 2 4 .5 A
2 .5 A
受控源电路分析计算- 要点（1）
在用迭加原理求解受控源电路时，只应分 别考虑独立源的作用；而受控源仅作一般电 路参数处理。
求：电流I3
I1 R1
+ –
A I2 I=40I1 R2
+ –
I3 R3 B
U1
U2
用戴维南定理
（1）求开路电压
（2）求等效电阻（用开路电压
除短路电流法） （3）求I3
求开路电压：
A
I 1
R1
+ –
I2
I 40 I 1
R2
+ –
UABO B
U1
U2
设 VB 0
I 1 40 I 1 I 2 0
Ri ui ii
ui为直流电压，Ri为直流输入电阻 ui为交流电压，Ri为交流输入电阻（输入阻抗）
输入电阻的求法：加压求流法
（1）将网络中的独立源去除（恒压源短路，恒 流源开路），受控源保留； （2）输入端加电压ui，求输入电流ii
（3）输入电阻Ri= ui /ii
例3：用加压求流法求输入电阻 R3 R3 I
I1 Us + 20V -
2 A 2
R1 R3 2A R2 1 Is
I2 + _ UD
(1) Us 单独作用 A I2' I1' R2 + R1 + UD= - 0.4U AB U s
B
(２) Is 单独作用
B
UD = 0.4UAB
根据迭加定理
I1''
R1
A
I 1 I 1' I 1" I 2 I 2' I 2"