电路分析基础(3)-电流源、电压源与受控源的分析
电源
学习信息电子技术后我们使用很多仪器，比如使用最多的就要算是示波器和电源了。今天我们来探讨一下电源。
电源分两种：电压源与电流源是两种不同特性的电源。
1.电压源为恒电压输出，可以称作恒压源。输出电压不随负载的变化而变化（理论上的定义），而输出电流，跟随负载的变化而变化。例如，我们家里常用的220V/50Hz交流电，就是电压源。
电压源的内部阻抗要远远小于负载的阻抗,消耗可以忽略不计。所以你不管如何用电，只要在他功率允许的范围内，电压基本保持不变。
2.电流源为恒电流输出，可以称作恒流源。输出电流不随负载的变化而变化（也是理论上的定义），而输出电压会随负载变化而变化。这种电源往往用在实验室和电子系统中（比如通信、音响功放上）通常功率比较小（当然在某种场合，也有大功率的）。其负载希望供给他的电源能保持恒电流的输出，其内阻阻抗与负载相比，一般是非常大的。
3.至于什么时候用到电压源，或电流源。那要看在这个系统中的需要。有时在一个系统中，电压源和电流源在不同子回路中都存在着。如下图所示：
电流源
我们经常使用的电流源如图所示，其提供稳定的电流。有的同学在参加全国大学生电子设计竞赛的时候会经常用到，有的电流源还能设置控制输出电流大小，以免烧坏板子。
我们学习电子信息的人，千万不要只会做题，我们要在学习理论的基础之上，加强实践操作能力，提高自己的动手能力。这样的同时也能使学习的理论更加清晰，也能帮助你深入理解学习的理论。可谓“理论指导实践，实践反作用于理论，二者相辅相成，相互作用”，才能成为高手中的高手。
比如就像这个电流源，课本上就一个“圆圈图”，但是实际长什么样子呢？还要我们自己去研究，去探索。所以上面那个电路图是可以实际用导线连起来分析的，感兴趣的同学可以试试。
【电流源分析】：（转载于知乎作者：Patrick Zhang，侵权删）
图2的左图是电流源电路，右图是电流源的伏安特性曲线。注意到电流源的内阻很大，并且与电流源电流并联。
如果电流源的内阻为无穷大，则此电流源被称为理想电流源。
Patrick Zhang的分析很透彻，简单明了。
电压源
同理，电压源，即理想电压源，是从实际电源抽象出来的一种模型，在其两端总能保持一定的电压而不论流过的电流为多少。
电压源具有两个基本的性质：
1.它的端电压定值U或是一定的时间函数U（t）与流过的电流无关。
2.电压源自身电压是确定的，而流过它的电流是任意的。
电压源提供稳定的电压，这个仪器参加电子设计竞赛的同学必须会用，通常给板子上电，测试，调试的时候，没有电压源就没法供电，不然的话测评的时候就要自己设计降压电路了。
【电压源分析】：（转载于知乎作者：Patrick Zhang，侵权删）
图1的左图中，我们看到电源部分由电源电动势E和电源内阻r0构成。
当电源向负载电阻输出电流时，按串联电路的原则—电流处处相等，我们很容易知道，一定有
成立。我们把U=IR叫做路端电压。
图1的右图叫做电源的伏安特性曲线。我们看到，这条曲线其实是一条斜线。左边的A点对应于电流为零的状态，此时路端电压U=E；右边的B点对应于某电流I下的路端电压Ux，我们看到它与E相比，下降了一定的高度，这个下降值其实就是电源内阻上的压降。这就是电压源。
如果电压源的内阻等于零，那么它就叫做理想电压源。理想电压源输出的路端电压值恒等于电源电动势，且与输出电流的大小无关。
Patrick Zhang的分析很有道理。
受控源分析
首先我们要清楚一点就是，源是用来提供能量或者一种参考。有能量提供，某些器件才能运作；有参考输入，某些器件才能实现特定功能。
其次，我们来分析受控源物理含义：受控源是一种等效模型，在实际电路中会利用元器件的特性来实现受控源的功能。
再者，讨论受控源是用来干嘛的？定义：电压或电流受电路中其它部分的电压或电流控制的电压源或电流源，称为受控源。
目的是要可控，能够控制；不可控的话就无法完成我们需要的一些功能。
【受控源种类分析】：
1.电压控制电压源（VCVS）：
图中输出电压u2是受输入电压1u控制的，它们的关系为
式中，μ称为转移电压比，或电压放大系数。
2.电流控制电压源（CCVS）：
图中输出电压2u是受输入电流1i控制的，它们的关系为
式中，r称为转移电阻，单位为Ω。
3.电压控制电流源（VCCS）：
图中输出电流2i是受输入电压1u控制的，它们的关系为
式中，g称为转移电导，单位为S。
4.电流控制电流源（CCCS）：
图1中输出电流2i是受输入电流1i控制的，它们的关系为
式中，β称为转移电流比。
实例分析：
要将一个幅度只有10mv的正弦波输入电压信号，放大成幅度为100mv的正弦波输出信号，如何实现？理论上，模拟电子技术基础中学过可以使用运放实现。但是在电路分析基础上也学过可以使用受控源实现。
1.电压控制电源最直接，只要控制率为10倍即可。
但是实际上，现实世界中只有变压器具备这样的功能，但是变压器做信号放大存在问题，只能放大高频成分，低频成分或者直流电压是无法起作用的（查看变压器原理）。因此，我们另寻他法。
2.如上图所示CCVS理论上可以实现，但是实际上并没有这种电路。
3.电流控制电流源实现电压信号放大，如下图所示。输入电压信号UIN通过电阻RIN演变为输入电流iIN，受控电流源的电流为Iout，经过电阻Rload演变为输出电压。
其中k是电流源控制系数。
实际中也存在这样的受控电流源器件吗？答案是肯定的，它就是双极型晶体管（BJT）。
4.VCCS也能实现电压信号的放大。
实际上也存在这这样的受控源，即场效应管（FET）。
因此，理论联系实际，我们会发现很多东西的本质。
