对含受控源电路教学方法的探讨

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。

第36卷第5期 唐山师范学院学报 2014年9月 Vol.36 No.5 Journal of Tangshan Teachers College Sep. 2014──────────收稿日期：2014-06-16 作者简介：高朝（1973-），女，天津宁河人，硕士，讲师，研究方向为数字信号处理、电气测量技术。

-37-含受控源电路的处理方法高 朝1，崔乃忠2（1. 唐山师范学院 教务处，河北 唐山 063000；2. 唐山师范学院 物理系，河北 唐山 063000）摘 要：含受控源电路所具有的电源和电阻双重性质。

结合实例系统分析了根据受控源的不同处理方法，包括将受控源作为电源元件处理、将受控源作为电阻元件处理，以及受控源控制量转移的等效变换方法。

关键词：受控源；电路分析；控制量转移 中图分类号：O441文献标识码：A 文章编号：1009-9115(2014)05-0037-03DOI ：10.3969/j.issn.1009-9115.2014.05.014Treatment of the Controlled Source CircuitGAO Zhao 1, CUI Nai-zhong 2(1. Teaching Affairs Office, Tangshan Teachers College, Tangshan 063000, China; 2. Department of Physics, Tangshan TeachersCollege, Tangshan 063000, China)Abstract: The controlled source circuit has dual nature of power and resistance. This paper analyses the different treatment methods on the application of controlled source in different circuit theorems. The treatment methods include the method regarding the controlled source as power element, the method regarding the controlled source as a resistance element, and the equivalent transfer method of the controlled source’s control quantity.Key Words: controlled source; circuit analysis; control quantity transfer受控源是伴随电子技术的发展而出现的，其具有的电阻和电源双重性质使得受控源经常被用作三极管、运算放大器等电子元件的等效电路模型。

浅谈含受控源电路的分析通信与信息工程学院电子信息工程12班B13011202~B13011207含有受控源网络的分析是现代网络理论的一个重要内容，受控源多端耦合的特性决定了电路分析、计算的复杂化。

对线性时不变电路中受控源的处理，利用受控源的“电阻性”和“有源性”依据线性电路的叠加定理和齐次性定理，把受控源等效成独立电源和电阻的串联组合成单个电阻，从而把含有受控源的电路变换成不含受控源电路的方法，该方法可简化一些电路的分析计算过程。

另外，还可以通过受控源控制量的等效变换，巧妙地简化解题过程。

◆将受控源当作独立源处理的基本分析方法此分析方法较适用于选用回路电流法或节点电压法分析计算含有受控源的电路问题中，即根据回路法，节点法等建立方程时把受控源当作独立源对待，但需列写被控制量与控制量关系的增补方程。

【例1】：试用节点电压法求图1中的电压U。

解：把CCVS视作独立源处理，列写节点电压方程如下：Un1=－5（1+2+2）Un2－2Un1－Un3=0Un3=－5I增补方程：I=－2Un2U=－2V。

对于受控源在叠加定理中的应用，教材中多把其视作电阻元件保留在电路中，而不看做独立电源，这是因为受控源本身不直接起激励作用。

其实，在叠加定理中把受控源看作是独立源单独作用，仍可以作为一种有效地解题方法。

但必须注意，受控源单独作用时控制量必须是控制源和受控源共同作用的结果，此时的受控源应看成是以控制量为变量的未知电源。

可以看出把受控源看做独立电源处理，分电路求解过程得以简化。

但须注意，受控源单独作用时控制量必须是独立源和受控源共同作用的结果。

◆受控源的等效变换法根据受控源在电路中所表现出的“电源性”和“电阻性”及其控制量所在支路的位置不同，把受控源等效成单个电阻，其阻值为负时说明对外发出功率。

或者将受控源等效成独立电源和电阻的串联形式，使等效后的电路不含受控源，从而简化计算。

此方法应用在叠加定理，戴维南（诺顿）定理及求单端口网络等效电阻时效果较好。

实验六 含受控源的RL 电路响应的研究一、 实验目的1、熟悉含受控源的RL 电路的特点及分析方式，加深对其的理解和认识；2、学习使用Multisim 软件对电路模型进行仿真，仿真分析一阶RL 电路的响应及其波形二、 实验原理及实例当电路中含有储能元件，即电感和电容元件，这类元件的电压和电流关系是微分、积分关系而不是代数关系，因此根据基尔霍夫定律和元件特性方程所列写的电路方程，是以电流或电压为变量的微分方程。

这类元件称为动态元件，只含一个动态元件的电路称为一阶电路。

三要素法能快速的求出直流一阶电路的响应。

对于RL 一阶电路：()()[(0)()]tf t f f f e τ-+=∞+-∞eqLR τ=eqR 是换路后电感元件所接的电阻性的有源一端口网络的戴维宁等效电阻。

()f ∞是相应的稳态值，(0)f +是响应的初始值。

例：如图所示的电路中，已知该电路为零状态响应，求其电感电流及电压并用Multisim 软件观察电感电流及电压的波形。

10Ω••5Ω12.5i 1i 1V3Ω图6—1理论分析：求换路后电感元件所接的电阻性的有源一端口网络(如右上图所示)的戴维宁等效电阻。

1112.55 2.5OC U i i i =-+=1(105)1i +=1v 6OCU =1110()51SC i i i ++=115 2.53SCi i i =+1A 28SC i =14 3OC eq SC U R i ==Ω6 7eqL s R τ==1()A 28L i ∞= 7611(){(0)}A2828tL i t e -=+-761()(1)A 28t L i t e -=- 1361()A6t L L di U t L e dt -==三、 仿真设计步骤：1.根据题目要求设计电路；2.对设计出来的电路原理图进行理论分析和运算；3.对设计的电路用软件进行仿真模拟；4.观察仿真结果，与理论值进行比较；5.对结果进行分析，作出小结。

受控源电路分析电子电路学是电子信息类专业中的一门重要课程，其中受控源电路是电子电路学中的重要内容之一。

本文将对受控源电路进行深入分析，包括基本原理、常见电路的特点与应用等。

一、基本原理受控源电路是指通过对电流或电压的控制来控制电路中其他元件的电流或电压的电路。

在受控源电路中，常见的受控源有电流控制电压源（CCVS）、电压控制电流源（VCIS）、电流控制电流源（CCCS）和电压控制电压源（VCVS）。

1. 电流控制电压源（CCVS）：受控电路中的电流可以通过外部电路对其电压进行控制。

例如，一个三端元件可以通过控制其两个端口之间的电压来控制其第三个端口的电流。

2. 电压控制电流源（VCIS）：受控电路中的电流可以通过外部电路对其电压进行控制。

与CCVS相反，VCIS允许通过控制电压来控制其他器件中的电流。

3. 电流控制电流源（CCCS）：受控电路中的电流可以通过外部电路对其电流进行控制。

换句话说，通过调整受控电路中的电流，可以控制其他元件中的电流。

4. 电压控制电压源（VCVS）：受控电路中的电压可以通过外部电路对其电压进行控制。

与CCCS相反，VCVS允许通过控制电压来控制其他元件中的电压。

二、常见电路的特点与应用1. 压控振荡器（VCO）电路压控振荡器是一种特殊的受控源电路，其输出频率可以通过输入电压的变化来控制。

VCO电路在无线通信系统及频率合成器中得到广泛应用，能够生成可调节的信号频率。

2. 差分放大器电路差分放大器由两个受控源电路构成，其输入信号分别作用于两个输入端口，输出为两个输入之差的放大倍数。

差分放大器用于信号处理、滤波和增益放大等应用。

3. 运算放大器电路运算放大器（Op-Amp）是一种常用的受控源电路，具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。

它在模拟电路中被广泛用于信号放大、滤波、积分和微分等应用。

4. 电流镜电路电流镜是一种利用受控源电路实现电流复制功能的电路。

通过调整镜像电流源的电流大小，可以达到对电流进行精确复制的目的。

实验7 含受控源的二端网络等效电路研究一、实验目的1)培养学生设计实验进行科学探索的能力；2)加深对含受控源电路、加压求流法求等效电阻的理解；3)培养学生发现问题、独立思考并在实验中解决问题的能力。

二、实验内容1、电路结构如下图所示：其中：M是有源二端网络，N是无源网络，P为VCVS电压控制电压源，其输出的电压受到N网络中某元件两端电压控制，设计N和M电路，证明a,b 两点左边含有受控源的电路可以等效成一个电阻。

自拟实验步骤、数据表格，和最后的结论分析。

2、更高要求：设计一个含有受控源的电路（N+P），其等效电阻为负值。

设计实验方法和步骤，观察并确认这个负电阻。

注意：此设计实验的重点在于验证有受控源的电路可以等效成一个电阻（可能是正电阻，也可能是负电阻），至于受控源电路的设计，不是我们考虑的重点内容，当然，可以自行设计并实现出此受控源电路，这将会是加分项，实验者可结合自己的能力量力而行，据此开拓自己的设计思维，不要纠结于受控源电路的设计。

三、实验要求、步骤及提示1、自主决定N和M电路的复杂程度，建议在达到实验目的的前提下，尽量简单一些。

2、受实验条件限制，受控源类型为VCVS，电压转移比自定。

3、了解实验室所能提供的实验设备及元件，以备后续电路设计使用。

4、首先确定好含有受控源的电路（N+P），计算好其等效电路；5、设计测试电路M，其作用在于：在其辅助下，可以测试出含有受控源的电路（N+P）的等效电路。

6、拟定测试方案。

7、在MultiSim中，先对4、5中的电路进行搭建，按6的方案进行测试，从仿真角度验证其电路的正确性，以及方法的可行性。

8、在第一次实验课前，须完成以上的工作。

9、在仿真通过后，须在实验室进行实验验证，由于实验室没有提供相应的VCVS，故，此环节中，需重点考虑如何实现或是表现出VCVS这一功能。

10、在第一次实验课结束前，须完成出实物实验方案，并由老师确认方案的正确性及可行性。