受控源應用

在電子電路中廣泛使用各種晶體管、運算放大器等多端器件。這些多端器件的某些端鈕的電壓或電流受到另一些端鈕電壓或電流的控制。受控源可用來模擬多端器件各電壓、電流間的這種耦合關系。

根據控制支路的控制量的不同，受控源分為四種，電壓控制電壓源（VCVS,即是英文Voltage Controlled Voltage Source的縮寫，下同。）電流控制電壓源（CCVS），電壓控制電流源（VCCS），電流控制電流源（CCCS），他們在電路中的符號如圖1所示為了與獨立源相區(qū)別，受控源采用了菱形符號表示，圖1中控制支路為開路或短路，分別對應于受控源的控制量是電壓或電流。

受控源的功率（如采用關聯(lián)方向）：

P =U1I1 U2I2=U2I2 （如圖1所示）

電壓或電流受電路中其它部分的電壓或電流控制的電壓源或電流源，稱為受控源。

受控源是一種四端元件，它含有兩條支路，一條是控制支路，另一條是受控支路。受控支路為一個電壓源或為一個電流源，它的輸出電壓或輸出電流（稱為受控量），受另外一條支路的電壓或電流（稱為控制量）的控制，該電壓源，電流源分別稱為受控電壓源和受控電流源，統(tǒng)稱為受控源。

在電路中，受控源與獨立源本質的區(qū)別在于受控源不是激勵，它只是反映電路中某處的電壓或電流控制另一處的電壓或電流的關系。

獨立電源是電路的輸入或激勵，它為電路提供按給定時間函數變化的電壓和電流，從而在電路中產生電壓和電流。

受控源則描述電路中兩條支路電壓和電流間的一種約束關系，它的存在可以改變電路中的電壓和電流，使電路特性發(fā)生變化。

在電路分析中，為了描述一些元器件的實際工作性能，電路模型中常常等效出另外一種電源——受控源。

受控源與獨立電源相比，在某些方面具有相同的特性，在另一些方面又有自身的特性。受控源向外電路提供的電壓或電流是受其他支路的電壓或電流控制的。

因此，受控源有兩對端鈕：一對為輸出電壓或電流的端鈕，稱為輸出端鈕；另一對為控制端鈕，輸入控制量，稱為輸入端鈕。因此，受控源是四端元件。

受控電壓源是受控源的一種，分為電流控制電壓源（CCVS）和電壓控制電壓源（VCVS）。 受控源是一種四端元件，它含有兩條支路，一條是控制支路，另一條是受控支路。

根據受控源是電壓源還是電流源，控制量是電流還是電壓，可分為四種不同的類型，即電壓控制電壓源（Voltage Controlled Voltage Source，VCVS）、電流控制電壓源（Current Controlled Voltage Source，CCVS）、電壓控制電流源（Voltage Controlled Current Source，VCCS）和電流控制電流源（Current Controlled Current Source，CCCS）。

受控源的受控量與控制量之比稱為受控源的參數，又稱為控制系數。μ、r、g、β分別為四種受控源的參數。其中，μ和β是量綱一的系數，μ稱為電壓放大系數，β稱為電流放大系數；r稱為轉移電阻，其單位為歐姆（Ω）；g稱為轉移電導，單位為西門子（S）。當它們?yōu)槌禃r，受控源是線性的。

對于簡單的受控源，如一條支路的電壓或電流受到另外一條支路的電壓或電流控制的情況，這樣的受控源是由兩條支路組成的一種理想化電路原件。

受控源的第一條支路的控制支路，呈開路或者短路狀態(tài)；第二條支路是受控支路，它是一個電壓源或電流源，起電壓或電流的量值受到第一條支路的電壓或電流的控制。

已知獨立源作為電路輸入，表示了外界對電路的作用，即獨立源在電路中起著“激勵”作用，由于它的存在才能在電路中引起電流、電壓和功率。而受控電源表示某處電壓或電流控制另一處電壓或電流的能力，并不起“激勵”作用。由受控源模型可知，受控源為有源雙口網絡，從受控角度說，受控源是一種具有揭合性質的元件。其電壓或電流和另一個元件的電壓或電流有函數關系，完全不同于無源元件。后者的電壓和它自身的電流有函數關系。當然，重要的是受控源既為電源，它也和獨立源一樣具有源的根本屬性，即在一定條件下能向電路提供能量。不過受控源洪出能量的多少必需受控制量的支配，受控源不能單獨存在并輸出能量。具體說，若控制電壓U=0，電壓控制電壓源其所在處應短路；電壓控制電流源其所在處應開路。若控制電流I=0，電流控制電壓源其所在處應短路，電流控制電流源其所在處應開路。進一步分析，受控源可看作一種具有電阻性質的元件處理，即能用一個等效電阻來代替它。由于電阻消耗能量，而受控源可以提供能量，所以此時其應為負值電阻 。

1.受控電壓源的端電壓或受控電流源的輸出電流只隨其控制量的變化而變化，若控制量不變，受控電壓源的端電壓或受控電流源的輸出電流將不會隨外電路變化而變化。即受控源在控制量不變的情況下，其特性與獨立源相同。

2.對于獨立源推導得出的結論，基本也適用于受控源。

3.在對含受控源電路的分析過程中，受控源的控制量所在支路必須保留，不允許有任何改變。