隔离放大器及其比例受控源和积分受控源与互耦器的制作方法

本发明涉及一种隔离放大器及其比例受控源和积分受控源与互耦器，特别是采用了光电耦合器构建的隔离放大器及其比例受控源和积分受控源与采用受控源构建的互耦器，属电路、电子电路、模拟信号处理装置。

背景技术：

随着社会与技术的发展，电路的应用日益普遍，但同时电路也变得日益复杂，从简单的对联电路、串并联变换电路、三岔形三角形变换电路到超级复杂的电路，从单端口电路网络、双端口电路网络到多端口电路网络，从单相电路、两相电路、三相电路到多相电路，从静态电路、稳态电路到暂态电路，从普联电路、耦合电路或传输电路到控制电路，电路正在飞速发展，但同时带来电路分析计算与设计上的巨大困难，电路如何模型化、又如何分析电路、简化电路的表达并降低电路设计的难度、降低电路的复杂度其研究具有重大的意义。

构建电路网络需要用到电路元件和组件，电路常用元件和组件理想电压表或电压讯播器、理想电流表或电流讯播器、电阻元件或电导元件、电抗或电纳、阻抗或导纳的图形符号如图1a、1b、1c、1d、1e所示，其中阻抗或导纳由电阻或电导元件与电抗或电纳构成。电路常用元件和组件理想独立电压源、理想独立电流源、实际电压源、实际电流源、实际电源的图形符号如图2a、2b、2c、2d、2e所示，其中实际电压源的参数采用开路输出电压和电阻或阻抗描述，实际电流源的参数采用短路输出电流和电导或导纳描述，实际电源的参数则采用开路输出电压和短路输出电流描述，实际电源的开路输出电压和短路输出电流可以通过实际电压源或实际电流源参数的计算得到。

由于电路抗干扰和电路构建灵活性的要求，在电路模型和信号变换与运算中需要用到隔离放大器、比例受控源和积分受控源与互耦器。

隔离放大器常见有电流隔离放大器和电压隔离放大器两种，要求输入输出之间电隔离。

受控源有比例受控源和积分受控源两类。

比例受控源，简称受控源，其框架图形符号如图3所示；比例受控源有电压控制电压源、电流控制电流源、电流控制电压源和电压控制电流源四种。

电压控制电压源vcvs的输入输出关系：us＝αuc，图形符号如图4a所示；

电流控制电流源cccs的输入输出关系：is＝βic，图形符号如图4b所示；

电流控制电压源ccvs的输入输出关系：us＝ric，图形符号如图4c所示；

电压控制电流源vccs的输入输出关系：is＝guc，图形符号如图4d所示。

积分受控源，简称积分源，框架图形符号如图5所示；积分受控源有电压积分电压源、电流积分电流源、电流积分电压源和电压积分电流源四种。

电压积分电压源vivs的输入输出关系：图形符号如图6a所示；

电流积分电流源cics的输入输出关系：图形符号如图6b所示；

电流积分电压源civs的输入输出关系：图形符号如图6c所示；

电压积分电流源vics的输入输出关系：图形符号如图6d所示。

比例受控源由讯播器与受控电源构成，积分受控源由讯播器与受控积分器构成，讯播器有电压讯播器和电流讯播器两种，讯播器即理想电表，对应有理想电压表和理想电流表两种。受控电源有电压输出电源和电流输出电源两种，受控积分器有电压输出积分器和电流输出积分器两种。比例受控源的受控电源与讯播器之间的是线性控制关系，积分受控源的受控积分器与讯播器之间的是线性积分关系。

信号互耦器简称互耦器，也称信号耦合器或简称耦合器，信号互耦器框架图形符号如图7所示，信号互耦器有比例互耦器和积分互耦器两类。

比例互耦器有比例互变器和比例互转器两种：

比例互变器简称互变器，输入输出关系：图形符号如图8a所示；

比例互转器简称互转器，输入输出关系：图形符号如图8b所示。

积分互耦器有积分互变器和积分互转器两种：

积分互变器输入输出关系：或图形符号如图9a所示；

积分互转器输入输出关系：或图形符号如图9b所示。

隔离放大器、比例受控源、积分受控源与互耦器都是隔离耦合器件，隔离放大器、比例受控源和积分受控源是信号单向控制器件，而互耦器是一种信号双向耦合器件。要实现隔离耦合一种常用的做法是采用磁场隔离耦合，如变压器和互感器等，但不能变换直流信号，且由于存在漏磁导致高频性能和动态性能不佳；采用霍尔元件的电压电流变送器虽然可以对直流信号进行处理，但漏磁导致的高频性能和动态性能不佳的问题依然存在，并且这类器件体积大、重量重和集成化非常困难。另一种做法是采用光电耦合器，光电耦合器是个信号单向器件，存在较大的非线性。因此，要构建隔离放大器、比例受控源、积分受控源和互耦器必须解决隔离、直流传输、高频及响应延迟、交流信号正负不对称、非线性等诸多问题。

由于隔离放大器、比例受控源、积分受控源和互耦器在电路、电子、电器、自动控制等领域的重要性，隔离放大器、比例受控源、积分受控源和互耦器的设计与实现有非常重要的意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：

1、采用光电耦合器实现的、具有隔离、直流传输、高频性能好及响应速度快、交流信号正负对称的隔离放大器；

2、采用隔离放大器实现的、具有隔离、直流传输、高频性能好及响应速度快、交流信号正负对称、线性度好的比例受控源；

3、采用隔离放大器实现的、具有隔离、直流传输、高频性能好及响应速度快、交流信号正负对称、线性度好的积分受控源；

4、采用受控源实现的、具有隔离、直流传输、高频性能好及响应速度快、交流信号正负对称、线性度好、信号双向耦合的互耦器。

本发明提供了一种隔离放大器及其比例受控源和积分受控源与互耦器。

本发明所要解决的技术问题是通过下述技术方案实现的。

一种双输出电压型隔离放大器，有一个输入端和两个输出端；双输出电压型隔离放大器采用互补对称结构，由两个同样参数的双光敏二极管或双光敏三极管接收型光电耦合器和两个阻值相等的限流电阻构成，两个光电耦合器的发光二极管分别串一个限流电阻再顺向串接，两端分别接第0组独立正负对称双电源，公共端作为双输出电压型隔离放大器的输入端；两个光电耦合器各取一个光敏二极管或光敏三极管顺向串接，两端分别接第0组独立正负对称双电源，公共端作为双输出电压型隔离放大器的0号输出端；两个光电耦合器的另一个光敏二极管或光敏三极管也顺向串接，两端分别接第1组独立正负对称双电源，公共端作为双输出电压型隔离放大器的1号输出端。

一种三输出电压型隔离放大器，有一个输入端和三个输出端；三输出电压型隔离放大器采用互补对称结构，由两个同样参数的三光敏二极管或三光敏三极管接收型光电耦合器和两个阻值相等的限流电阻构成，两个光电耦合器的发光二极管分别串一个限流电阻再顺向串接，两端分别接第0组独立正负对称双电源，公共端作为三输出电压型隔离放大器的输入端；两个光电耦合器各取一个光敏二极管或光敏三极管顺向串接，两端分别接第0组独立正负对称双电源，公共端作为三输出电压型隔离放大器的0号输出端；两个光电耦合器的另两个光敏二极管或光敏三极管也分别顺向串接，两端分别接第1组独立正负对称双电源和第2组独立正负对称双电源，公共端分别作为三输出电压型隔离放大器的1号输出端和2号输出端。

一种双输出电流型隔离放大器，有一个输入端和两个输出端；双输出电流型隔离放大器采用互补对称结构，由两个同样参数的双光敏二极管或双光敏三极管接收型光电耦合器和运放及电阻构成，两个光电耦合器的发光二极管反向并联，一端接运放的输出端、另一端接运放的反相输入端，运放的同相输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，运放的反相输入端直接作为双输出电流型隔离放大器的输入端或通过电阻接为双输出电流型隔离放大器的输入端，运放的电源端接第0组独立正负对称双电源；两个光电耦合器各取一个光敏二极管或光敏三极管顺向串接，两端分别接第0组独立正负对称双电源，公共端作为双输出电流型隔离放大器的0号输出端；两个光电耦合器的另一个光敏二极管或光敏三极管也顺向串接，两端分别接第1组独立正负对称双电源，公共端作为双输出电流型隔离放大器的1号输出端。

一种三输出电流型隔离放大器，有一个输入端和三个输出端；三输出电流型隔离放大器采用互补对称结构，由两个同样参数的三光敏二极管或三光敏三极管接收型光电耦合器和运放及电阻构成，两个光电耦合器的发光二极管反向并联，一端接运放的输出端、另一端接运放的反相输入端，运放的同相输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，运放的反相输入端直接作为三输出电流型隔离放大器的输入端或通过电阻接为三输出电流型隔离放大器的输入端，运放的电源端接第0组独立正负对称双电源；两个光电耦合器各取一个光敏二极管或光敏三极管顺向串接，两端分别接第0组独立正负对称双电源，公共端作为三输出电流型隔离放大器的0号输出端；两个光电耦合器的另两个光敏二极管或光敏三极管也分别顺向串接，两端分别接第1组独立正负对称双电源和第2组独立正负对称双电源，公共端分别作为三输出电流型隔离放大器的1号输出端和2号输出端。

一种含有双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器的单输出比例受控源，有一个控制输入端口和一个电源输出端口，且有电流控制电压源、电流控制电流源、电压控制电压源和电压控制电流源四种类型：

电流控制电压源有一组2个电流输入端组成的控制输入端口和一组2个电压输出端组成的电源输出端口，电流控制电压源的中央核心电路采用镜像对称结构，主要由双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器与两个运放和阻值相等的两个镜像电阻及一个运算电阻构成，隔离放大器的输入端接0号运放的输出端，隔离放大器的0号输出端通过0号镜像电阻接0号运放的一个输入端，0号运放的这个输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地作为电流控制电压源的一组2个电流输入端，0号运放的另一个输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，0号运放处于负反馈工作状态，0号运放的电源端接第0组独立正负对称双电源；隔离放大器的1号输出端通过1号镜像电阻接1号运放的反相输入端，1号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，1号运放的输出端通过运算电阻接反相输入端，1号运放的输出端和第1组独立正负对称双电源的浮地作为电流控制电压源的一组2个电压输出端，1号运放的电源端接第1组独立正负对称双电源。

电流控制电流源有一组2个电流输入端组成的控制输入端口和一组2个电流输出端组成的电源输出端口，电流控制电流源的中央核心电路采用镜像对称结构，主要由双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器与三个运放和阻值相等的两个镜像电阻及一个运算电阻构成，隔离放大器的输入端接0号运放的输出端，隔离放大器的0号输出端通过0号镜像电阻接0号运放的一个输入端，0号运放的这个输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地作为电流控制电流源的一组2个电流输入端，0号运放的另一个输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，0号运放处于负反馈工作状态，0号运放的电源端接第0组独立正负对称双电源；隔离放大器的1号输出端通过1号镜像电阻接1号运放的反相输入端，1号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，1号运放的输出端通过运算电阻接反相输入端，1号运放的输出端通过电阻接2号运放的反相输入端，2号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，2号运放的输出端和反相输入端作为电流控制电流源的一组2个电流输出端，1号运放的电源端和2号运放的电源端均接第1组独立正负对称双电源。

电压控制电压源有一组2个电压输入端组成的控制输入端口和一组2个电压输出端组成的电源输出端口，电压控制电压源的中央核心电路采用镜像对称结构，主要由双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器与两个运放和阻值相等的两个镜像电阻及一个运算电阻和一个电压跟随器构成，隔离放大器的输入端接0号运放的输出端，隔离放大器的0号输出端通过0号镜像电阻接0号运放的一个输入端，0号运放的这个输入端通过电阻接电压跟随器的输出端，0号运放的另一个输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，0号运放处于负反馈工作状态，电压跟随器的输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地作为电压控制电压源的一组2个电压输入端，0号运放的电源端和电压跟随器的电源端均接第0组独立正负对称双电源；隔离放大器的1号输出端通过1号镜像电阻接1号运放的反相输入端，1号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，1号运放的输出端通过运算电阻接反相输入端，1号运放的输出端和第1组独立正负对称双电源的浮地作为电压控制电压源的一组2个电压输出端，1号运放的电源端接第1组独立正负对称双电源。

电压控制电流源有一组2个电压输入端组成的控制输入端口和一组2个电流输出端组成的电源输出端口，电压控制电流源的中央核心电路采用镜像对称结构，主要由双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器与三个运放和阻值相等的两个镜像电阻及一个运算电阻和一个电压跟随器构成，隔离放大器的输入端接0号运放的输出端，隔离放大器的0号输出端通过0号镜像电阻接0号运放的一个输入端，0号运放的这个输入端通过电阻接电压跟随器的输出端，0号运放的另一个输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，0号运放处于负反馈工作状态，电压跟随器的输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地作为电压控制电流源的一组2个电压输入端，0号运放的电源端和电压跟随器的电源端均接第0组独立正负对称双电源；隔离放大器的1号输出端通过1号镜像电阻接1号运放的反相输入端，1号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，1号运放的输出端通过运算电阻接反相输入端，1号运放的输出端通过电阻接2号运放的反相输入端，2号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，2号运放的输出端和反相输入端作为电压控制电流源的一组2个电流输出端，1号运放的电源端和2号运放的电源端均接第1组独立正负对称双电源。

一种含有三输出电压型隔离放大器或三输出电流型隔离放大器的双输出比例受控源，有一个控制输入端口和两个电源输出端口，且有电流控制源和电压控制源两种类型：

电流控制源有一组2个电流输入端组成的控制输入端口、一组2个电压输出端组成的电源输出端口和一组2个电流输出端组成的电源输出端口，电流控制源的中央核心电路采用镜像对称结构，主要由三输出电压型隔离放大器或三输出电流型隔离放大器与四个运放和阻值相等的三个镜像电阻及两个运算电阻构成，隔离放大器的输入端接0号运放的输出端，隔离放大器的0号输出端通过0号镜像电阻接0号运放的一个输入端，0号运放的这个输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地作为电流控制源的一组2个电流输入端，0号运放的另一个输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，0号运放处于负反馈工作状态，0号运放的电源端接第0组独立正负对称双电源；隔离放大器的1号输出端通过1号镜像电阻接1号运放的反相输入端，1号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，1号运放的输出端通过1号运算电阻接反相输入端，1号运放的输出端和第1组独立正负对称双电源的浮地作为电流控制源的一组2个电压输出端，1号运放的电源端接第1组独立正负对称双电源；隔离放大器的2号输出端通过2号镜像电阻接2号运放的反相输入端，2号运放的同相输入端通过电阻接第2组独立正负对称双电源的浮地，2号运放的输出端通过2号运算电阻接反相输入端，2号运放的输出端通过电阻接3号运放的反相输入端，3号运放的同相输入端通过电阻接第2组独立正负对称双电源的浮地，3号运放的输出端和反相输入端作为电流控制源的一组2个电流输出端，2号运放的电源端和3号运放的电源端均接第2组独立正负对称双电源；电流控制源的两组输出也可以接成双电压输出形式或双电流输出形式。

电压控制源有一组2个电压输入端组成的控制输入端口、一组2个电压输出端组成的电源输出端口和一组2个电流输出端组成的电源输出端口，电压控制源的中央核心电路采用镜像对称结构，主要由三输出电压型隔离放大器或三输出电流型隔离放大器与四个运放和阻值相等的三个镜像电阻及两个运算电阻和一个电压跟随器构成，隔离放大器的输入端接0号运放的输出端，隔离放大器的0号输出端通过0号镜像电阻接0号运放的一个输入端，0号运放的这个输入端通过电阻接电压跟随器的输出端，0号运放的另一个输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，0号运放处于负反馈工作状态，电压跟随器的输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地作为电压控制源的一组2个电压输入端，0号运放的电源端和电压跟随器的电源端均接第0组独立正负对称双电源；隔离放大器的1号输出端通过1号镜像电阻接1号运放的反相输入端，1号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，1号运放的输出端通过1号运算电阻接反相输入端，1号运放的输出端和第1组独立正负对称双电源的浮地作为电压控制源的一组2个电压输出端，1号运放的电源端接第1组独立正负对称双电源；隔离放大器的2号输出端通过2号镜像电阻接2号运放的反相输入端，2号运放的同相输入端通过电阻接第2组独立正负对称双电源的浮地，2号运放的输出端通过2号运算电阻接反相输入端，2号运放的输出端通过电阻接3号运放的反相输入端，3号运放的同相输入端通过电阻接第2组独立正负对称双电源的浮地，3号运放的输出端和反相输入端作为电压控制源的一组2个电流输出端，2号运放的电源端和3号运放的电源端均接第2组独立正负对称双电源；电压控制源的两组输出也可以接成双电压输出形式或双电流输出形式。

一种含有双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器的单输出积分受控源，有一个控制输入端口和一个电源输出端口，且有电流积分电压源、电流积分电流源、电压积分电压源和电压积分电流源四种类型：

电流积分电压源有一组2个电流输入端组成的控制输入端口和一组2个电压输出端组成的电源输出端口，电流积分电压源的中央核心电路采用镜像对称结构，主要由双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器与两个运放和阻值相等的两个镜像电阻及一个运算电容构成，隔离放大器的输入端接0号运放的输出端，隔离放大器的0号输出端通过0号镜像电阻接0号运放的一个输入端，0号运放的这个输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地作为电流积分电压源的一组2个电流输入端，0号运放的另一个输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，0号运放处于负反馈工作状态，0号运放的电源端接第0组独立正负对称双电源；隔离放大器的1号输出端通过1号镜像电阻接1号运放的反相输入端，1号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，1号运放的输出端通过运算电容接反相输入端，1号运放的输出端和第1组独立正负对称双电源的浮地作为电流积分电压源的一组2个电压输出端，1号运放的电源端接第1组独立正负对称双电源。

电流积分电流源有一组2个电流输入端组成的控制输入端口和一组2个电流输出端组成的电源输出端口，电流积分电流源的中央核心电路采用镜像对称结构，主要由双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器与三个运放和阻值相等的两个镜像电阻及一个运算电容构成，隔离放大器的输入端接0号运放的输出端，隔离放大器的0号输出端通过0号镜像电阻接0号运放的一个输入端，0号运放的这个输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地作为电流积分电流源的一组2个电流输入端，0号运放的另一个输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，0号运放处于负反馈工作状态，0号运放的电源端接第0组独立正负对称双电源；隔离放大器的1号输出端通过1号镜像电阻接1号运放的反相输入端，1号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，1号运放的输出端通过运算电容接反相输入端，1号运放的输出端通过电阻接2号运放的反相输入端，2号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，2号运放的输出端和反相输入端作为电流积分电流源的一组2个电流输出端，1号运放的电源端和2号运放的电源端均接第1组独立正负对称双电源。

电压积分电压源有一组2个电压输入端组成的控制输入端口和一组2个电压输出端组成的电源输出端口，电压积分电压源的中央核心电路采用镜像对称结构，主要由双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器与两个运放和阻值相等的两个镜像电阻及一个运算电容和一个电压跟随器构成，隔离放大器的输入端接0号运放的输出端，隔离放大器的0号输出端通过0号镜像电阻接0号运放的一个输入端，0号运放的这个输入端通过电阻接电压跟随器的输出端，0号运放的另一个输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，0号运放处于负反馈工作状态，电压跟随器的输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地作为电压积分电压源的一组2个电压输入端，0号运放的电源端和电压跟随器的电源端均接第0组独立正负对称双电源；隔离放大器的1号输出端通过1号镜像电阻接1号运放的反相输入端，1号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，1号运放的输出端通过运算电容接反相输入端，1号运放的输出端和第1组独立正负对称双电源的浮地作为电压积分电压源的一组2个电压输出端，1号运放的电源端接第1组独立正负对称双电源。

电压积分电流源有一组2个电压输入端组成的控制输入端口和一组2个电流输出端组成的电源输出端口，电压积分电流源的中央核心电路采用镜像对称结构，主要由双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器与三个运放和阻值相等的两个镜像电阻及一个运算电容和一个电压跟随器构成，隔离放大器的输入端接0号运放的输出端，隔离放大器的0号输出端通过0号镜像电阻接0号运放的一个输入端，0号运放的这个输入端通过电阻接电压跟随器的输出端，0号运放的另一个输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，0号运放处于负反馈工作状态，电压跟随器的输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地作为电压积分电流源的一组2个电压输入端，0号运放的电源端和电压跟随器的电源端均接第0组独立正负对称双电源；隔离放大器的1号输出端通过1号镜像电阻接1号运放的反相输入端，1号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，1号运放的输出端通过运算电容接反相输入端，1号运放的输出端通过电阻接2号运放的反相输入端，2号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，2号运放的输出端和反相输入端作为电压积分电流源的一组2个电流输出端，1号运放的电源端和2号运放的电源端均接第1组独立正负对称双电源。

一种含有三输出电压型隔离放大器或三输出电流型隔离放大器的双输出积分受控源，有一个控制输入端口和两个电源输出端口，且有电流积分源和电压积分源两种类型：

电流积分源有一组2个电流输入端组成的控制输入端口、一组2个电压输出端组成的电源输出端口和一组2个电流输出端组成的电源输出端口，电流积分源的中央核心电路采用镜像对称结构，主要由三输出电压型隔离放大器或三输出电流型隔离放大器与四个运放和阻值相等的三个镜像电阻及两个运算电容构成，隔离放大器的输入端接0号运放的输出端，隔离放大器的0号输出端通过0号镜像电阻接0号运放的一个输入端，0号运放的这个输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地作为电流积分源的一组2个电流输入端，0号运放的另一个输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，0号运放处于负反馈工作状态，0号运放的电源端接第0组独立正负对称双电源；隔离放大器的1号输出端通过1号镜像电阻接1号运放的反相输入端，1号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，1号运放的输出端通过1号运算电容接反相输入端，1号运放的输出端和第1组独立正负对称双电源的浮地作为电流积分源的一组2个电压输出端，1号运放的电源端接第1组独立正负对称双电源；隔离放大器的2号输出端通过2号镜像电阻接2号运放的反相输入端，2号运放的同相输入端通过电阻接第2组独立正负对称双电源的浮地，2号运放的输出端通过2号运算电容接反相输入端，2号运放的输出端通过电阻接3号运放的反相输入端，3号运放的同相输入端通过电阻接第2组独立正负对称双电源的浮地，3号运放的输出端和反相输入端作为电流积分源的一组2个电流输出端，2号运放的电源端和3号运放的电源端均接第2组独立正负对称双电源；电流积分源的两组输出也可以接成双电压输出形式或双电流输出形式。

电压积分源有一组2个电压输入端组成的控制输入端口、一组2个电压输出端组成的电源输出端口和一组2个电流输出端组成的电源输出端口，电压积分源的中央核心电路采用镜像对称结构，主要由三输出电压型隔离放大器或三输出电流型隔离放大器与四个运放和阻值相等的三个镜像电阻及两个运算电容和一个电压跟随器构成，隔离放大器的输入端接0号运放的输出端，隔离放大器的0号输出端通过0号镜像电阻接0号运放的一个输入端，0号运放的这个输入端通过电阻接电压跟随器的输出端，0号运放的另一个输入端通过电阻接第0组独立正负对称双电源的浮地，0号运放处于负反馈工作状态，电压跟随器的输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地作为电压积分源的一组2个电压输入端，0号运放的电源端和电压跟随器的电源端均接第0组独立正负对称双电源；隔离放大器的1号输出端通过1号镜像电阻接1号运放的反相输入端，1号运放的同相输入端通过电阻接第1组独立正负对称双电源的浮地，1号运放的输出端通过1号运算电容接反相输入端，1号运放的输出端和第1组独立正负对称双电源的浮地作为电压积分源的一组2个电压输出端，1号运放的电源端接第1组独立正负对称双电源；隔离放大器的2号输出端通过2号镜像电阻接2号运放的反相输入端，2号运放的同相输入端通过电阻接第2组独立正负对称双电源的浮地，2号运放的输出端通过2号运算电容接反相输入端，2号运放的输出端通过电阻接3号运放的反相输入端，3号运放的同相输入端通过电阻接第2组独立正负对称双电源的浮地，3号运放的输出端和反相输入端作为电压积分源的一组2个电流输出端，2号运放的电源端和3号运放的电源端均接第2组独立正负对称双电源；电压积分源的两组输出也可以接成双电压输出形式或双电流输出形式。

一种含有单输出比例受控源的比例互耦器，有一个原边端口和一个副边端口，并且有比例互变器和比例互转器两种类型：

比例互变器由一个电压控制电压源和一个电流控制电流源组成，电压控制电压源的电源输出端口与电流控制电流源的控制输入端口串联作为比例互变器的原边端口，电流控制电流源的电源输出端口与电压控制电压源的控制输入端口并联作为比例互变器的副边端口；或者电流控制电流源的电源输出端口与电压控制电压源的控制输入端口并联作为比例互变器的原边端口，电压控制电压源的电源输出端口与电流控制电流源的控制输入端口串联作为比例互变器的副边端口。

比例互转器由两个电流控制电压源组成，第一个电流控制电压源的电源输出端口与第二个电流控制电压源的控制输入端口串联作为比例互转器的原边端口，第二个电流控制电压源的电源输出端口与第一个电流控制电压源的控制输入端口串联作为比例互转器的副边端口；或者比例互转器由两个电压控制电流源组成，第一个电压控制电流源的电源输出端口与第二个电压控制电流源的控制输入端口并联作为比例互转器的原边端口，第二个电压控制电流源的电源输出端口与第一个电压控制电流源的控制输入端口并联作为比例互转器的副边端口。

一种含有单输出积分受控源的积分互耦器，有一个原边端口和一个副边端口，并且有积分互变器和积分互转器两种类型：

积分互变器由一个电压积分电压源和一个电流积分电流源组成，电压积分电压源的电源输出端口与电流积分电流源的控制输入端口串联作为积分互变器的原边端口，电流积分电流源的电源输出端口与电压积分电压源的控制输入端口并联作为积分互变器的副边端口；或者电流积分电流源的电源输出端口与电压积分电压源的控制输入端口并联作为积分互变器的原边端口，电压积分电压源的电源输出端口与电流积分电流源的控制输入端口串联作为积分互变器的副边端口。

积分互转器由两个电流积分电压源组成，第一个电流积分电压源的电源输出端口与第二个电流积分电压源的控制输入端口串联作为积分互转器的原边端口，第二个电流积分电压源的电源输出端口与第一个电流积分电压源的控制输入端口串联作为积分互转器的副边端口；或者积分互转器由两个电压积分电流源组成，第一个电压积分电流源的电源输出端口与第二个电压积分电流源的控制输入端口并联作为积分互转器的原边端口，第二个电压积分电流源的电源输出端口与第一个电压积分电流源的控制输入端口并联作为积分互转器的副边端口。

组成比例互变器的电压控制电压源和电流控制电流源其转移系数值相等时比例互变器即为协变器，转移系数值相反时比例互变器即为反变器。

组成比例互转器的两个电流控制电压源或两个电压控制电流源其转移电阻值相等时比例互转器即为回转器，转移电阻值相反时比例互转器即为反转器。

隔离放大器采用光电耦合器构成，常用的光电耦合器有二极管输出光电耦合器和三极管输出光电耦合器两种类型，单个封装内有一个发光二极管与一个、两个或三个光敏二极管或光敏三极管，单光敏二极管输出光电耦合器、双光敏二极管输出光电耦合器、三光敏二极管输出光电耦合器如图10a、10b、10c所示，单光敏三极管输出光电耦合器、双光敏三极管输出光电耦合器、三光敏三极管输出光电耦合器如图11a、11b、11c所示。

隔离放大器采用光敏二极管或光敏三极管多输出型光电耦合器具有隔离性能好、参数一致性好、可传输直流信号、高频性能好、响应速度快等特点，特别是隔离放大器采用互补对称结构，使隔离放大器具有交流信号正负完美对称的优良特性。采用较高电压时电压型隔离放大器的非线性也得到很大地改善，特别是由于光电耦合器为电流控制器件，采用电流控制方式使电流型隔离放大器的线性度更好。

比例受控源是电路中的一类基本元件，也是重要的控制元件。采用隔离放大器实现的比例受控源具有隔离性能好、可处理直流信号、高频性能好、响应速度快、交流信号正负对称性好、线性度好等特点，特别采用阻值相等的镜像电阻和反馈电路结构使比例受控源的线性度得到极大的提高，由于隔离放大器和镜像电阻构成的中央核心电路在比例受控源电路中结构镜像对称，工作运行时输入端与输出端的状态镜像对称，结合光电耦合器参数的一致性完美地补偿了光电耦合器本身的非线性带来的不利影响。

积分受控源也是电路的基本元件，可使电路的构建更灵活、更规范，是重要的动态控制元件和运算元件。采用隔离放大器实现的积分受控源具有隔离性能好、可处理直流信号、高频性能好、响应速度快、交流信号正负对称性好、线性度好等特点；仅采用电容运算元件，可替代不易实现的电感运算元件，实现高精度的微积分运算；特别采用阻值相等的镜像电阻和反馈电路结构使积分受控源的线性度得到极大的提高，由于隔离放大器和镜像电阻构成的中央核心电路在积分受控源电路中结构镜像对称，工作运行时输入端与输出端的状态镜像对称，结合光电耦合器参数的一致性完美地补偿了光电耦合器本身的非线性带来的不利影响。

互耦器，有比例互耦器和积分互耦器两类，可以作为电路的基本元件，使电路的构建更灵活、更规范，是重要的信号变换元件。采用比例受控源实现的比例互耦器具有隔离性能好、可处理直流信号、高频性能好、响应速度快、交流信号正负对称性好、线性度极好等特点。比例互耦器有比例互变器和比例互转器两种类型，当比例互变器的两个转移参数正负相同时可以实现理想变压器、电阻变换、电导变换、电容变换、电感变换及阻抗变换、导纳变换的功能，当比例互变器的两个转移参数正负相反时还可以实现正阻负阻变换、正负电容变换、正负电感变换及正负阻抗变换功能；当比例互转器的两个转移参数正负相同时可以实现回转器的功能、电阻电导变换、电容电感变换和阻抗导纳变换的功能，当比例互转器的两个转移参数正负相反时可以实现正负电阻电导变换、正负电容电感变换和正负阻抗导纳变换的功能。积分互耦器也有积分互变器和积分互转器两种类型，具有动态变换的功能和作用。

比例受控源、积分受控源和互耦器均采用互补对称的隔离放大器，其本身在电路的中央核心部分还具有输入输出镜像对称结构，互补对称加镜像对称大大改善了比例受控源、积分受控源和互耦器的线性度，使之具有极为优良的性能。

复电路：两相变量用复数表示、两相结构对称且采用单相形式表达的两相电路。

构建比例受控源和积分受控源与互耦器的元件为普通元件，较容易实现参数一致性好的比例受控源和积分受控源与互耦器，由此还可以较为容易地构建两相比例受控源和两相积分受控源与两相互耦器复元件，在两相复电路中实现复信号变换和运算的重要功能。

同时，由于比例受控源和积分受控源与互耦器的参数一致性好，也就可以较容易地实现三相对称电路，实现三相信号的变换和运算功能。

隔离放大器及其比例受控源和积分受控源与互耦器具有结构简单、原理直观、成本低廉、性能理想、应用方便等特点，不仅适用于单相电路，亦适用于两相电路及三相电路，较完美地同时解决了隔离、直流传输、高频及响应延迟、交流信号正负不对称、非线性等诸多问题，体现了理想比例受控源和理想积分受控源与理想互耦器的特征，在电路构建、分析和设计中有重大意义，在电子电路、电力设备的应用中有着广泛的实用价值。

附图说明

图1a、1b、1c、1d、1e理想电压表或电压讯播器、理想电流表或电流讯播器、电阻或电导元件、电抗或电纳、阻抗或导纳的图形符号；

图2a、2b、2c、2d、2e理想独立电压源、理想独立电流源、实际电压源、实际电流源、实际电源的图形符号；

图3比例受控源的框架图形符号；

图4a、4b、4c、4d电压控制电压源vcvs、电流控制电流源cccs、电流控制电压源ccvs、电压控制电流源vccs的图形符号；

图5积分受控源的框架图形符号；

图6a、6b、6c、6d电压积分电压源vivs、电流积分电流源cics、电流积分电压源civs、电压积分电流源vics的图形符号；

图7信号互耦器的框架图形符号；

图8a、8b比例互变器、比例互转器的图形符号；

图9a、9b积分互变器、积分互转器的图形符号；

图10a、10b、10c单光敏二极管输出光电耦合器、双光敏二极管输出光电耦合器、三光敏二极管输出光电耦合器；

图11a、11b、11c单光敏三极管输出光电耦合器、双光敏三极管输出光电耦合器、三光敏三极管输出光电耦合器；

图12a、12b、12c、12d反相-反相、反相-同相、同相-同相、同相-反相双输出电压型隔离放大器原理图；

图13a、13b反相-反相-同相、同相-同相-反相三输出电压型隔离放大器原理图；

图14a、14b、14c、14d反相-反相、反相-同相、同相-同相、同相-反相双输出电流型隔离放大器原理图；

图15a、15b反相-反相-同相、同相-同相-反相三输出电流型隔离放大器原理图；

图16a、16b采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电流控制电压源原理框图；

图17a、17b采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电流控制电流源原理框图；

图18a、18b采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电压控制电压源原理框图；

图19a、19b采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电压控制电流源原理框图；

图20单输入双输出比例受控源结构框图；

图21单输入双输出比例受控源框架图形符号；

图22电流控制电压源电流源双输出比例受控源原理框图；

图23电压控制电压源电流源双输出比例受控源原理框图；

图24a、24b电流控制双电压源输出、电流控制双电流源输出比例受控源原理框图；

图25a、25b电压控制双电压源输出、电压控制双电流源输出比例受控源原理框图；

图26a、26b采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电流积分电压源原理框图；

图27a、27b采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电流积分电流源原理框图；

图28a、28b采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电压积分电压源原理框图；

图29a、29b采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电压积分电流源原理框图；

图30单输入双输出积分受控源结构框图；

图31单输入双输出积分受控源框架图形符号；

图32电流控制电压源电流源双输出积分受控源原理框图；

图33电压控制电压源电流源双输出积分受控源原理框图；

图34a、34b电流控制双电压源输出、电流控制双电流源输出积分受控源原理框图；

图35a、35b电压控制双电压源输出、电压控制双电流源输出积分受控源原理框图；

图36a、36b比例互变器电路原理图；

图37a、37b比例互转器电路原理图；

图38a、38b积分互变器电路原理图；

图39a、39b积分互转器电路原理图；

图40两相比例受控源形成复比例受控源示意图；

图41两相积分受控源形成复积分受控源示意图；

图42两相互耦器形成复互耦器示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

实施例1

电压型隔离放大器和电流型隔离放大器

反相-反相双输出、反相-同相双输出、同相-同相双输出、同相-反相双输出电压型隔离放大器原理图如图12a、12b、12c、12d所示。双输出电压型隔离放大器由两个同样参数的双光敏三极管接收型光电耦合器odp、odn和两个阻值相等的限流电阻rx构成，两个光电耦合器odp和odn的发光二极管分别串一个限流电阻rx再顺向串接，两端分别接第0组独立正负对称双电源+v0与-v0，公共端作为双输出电压型隔离放大器的输入端ui相对第0组独立正负对称双电源的浮地fgnd0输入电压信号；两个光电耦合器odp和odn各取光敏三极管顺向串接，两端分别接第0组独立正负对称双电源+v0与-v0，公共端作为双输出电压型隔离放大器的0号输出端uo0相对第0组独立正负对称双电源的浮地fgnd0输出电压信号；两个光电耦合器odp和odn的另一个光敏三极管也顺向串接，两端分别接第1组独立正负对称双电源+v1与-v1，公共端作为双输出电压型隔离放大器的1号输出端uo1相对第1组独立正负对称双电源的浮地fgnd1输出电压信号。

反相-反相-同相三输出、同相-同相-反相三输出电压型隔离放大器原理图如图13a、13b所示。三输出电压型隔离放大器由两个同样参数的三光敏三极管接收型光电耦合器odp和odn和两个阻值相等的限流电阻rx构成，三输出电压型隔离放大器结构与双输出电压型隔离放大器相同，增加的一个输出端是将两个光电耦合器odp和odn增加的光敏三极管也顺向串接，两端分别接第2组独立正负对称双电源+v2与-v2，公共端作为三输出电压型隔离放大器的2号输出端uo2相对第2组独立正负对称双电源的浮地fgnd2输出电压信号。

反相-反相双输出、反相-同相双输出、同相-同相双输出、同相-反相双输出电流型隔离放大器原理图如图14a、14b、14c、14d所示。双输出电流型隔离放大器由两个同样参数的双光敏三极管接收型光电耦合器odp和odn和运放a0及电阻r0和r1构成，两个光电耦合器odp和odn的发光二极管反向并联，一端接运放a0的输出端、另一端接运放a0的反相输入端，运放a0的同相输入端通过电阻r0接第0组独立正负对称双电源的浮地fgnd0，运放a0的反相输入端通过电阻r1接为双输出电流型隔离放大器的输入端ui相对第0组独立正负对称双电源的浮地fgnd0输入电压信号，运放a0的电源端接第0组独立正负对称双电源+v0与-v0；两个光电耦合器odp和odn各取一个光敏三极管顺向串接，两端分别接第0组独立正负对称双电源+v0与-v0，公共端作为双输出电流型隔离放大器的0号输出端uo0相对第0组独立正负对称双电源的浮地fgnd0输出电压信号；两个光电耦合器odp和odn的另一个光敏三极管也顺向串接，两端分别接第1组独立正负对称双电源+v1与-v1，公共端作为双输出电流型隔离放大器的1号输出端uo1相对第1组独立正负对称双电源的浮地fgnd1输出电压信号。

反相-反相-同相三输出、同相-同相-反相三输出电流型隔离放大器原理图如图15a、15b所示。三输出电流型隔离放大器由两个同样参数的三光敏三极管接收型光电耦合器odp、odn和运放a0及电阻r00和r01构成，三输出电流型隔离放大器结构与双输出电流型隔离放大器相同，增加的一个输出端是将两个光电耦合器odp和odn增加的光敏三极管也顺向串接，两端分别接第2组独立正负对称双电源+v2与-v2，公共端作为三输出电流型隔离放大器的2号输出端uo2相对第2组独立正负对称双电源的浮地fgnd2输出电压信号。

双输出光电耦合器也可以用两个参数相同的单输出光电耦合器的发光二极管顺向串联近似实现。三输出光电耦合器也可以用三个参数相同的单输出光电耦合器的发光二极管顺向串联近似实现或者用一个双输出和一个单输出光电耦合器的发光二极管顺向串联近似实现。

实施例2

单输出比例受控源和双输出比例受控源

比例受控源由反相隔离放大器或同相隔离放大器与输入控制电路和输出调理电路构成，输入端口至隔离放大器的输入控制电路有电流型控制电路和电压型控制电路两种，隔离放大器至输出端口的输出调理电路有电压型调理电路和电流型调理电路两种。

单输出比例受控源有一个控制输入端口和一个电源输出端口，且有电流控制电压源、电流控制电流源、电压控制电压源和电压控制电流源四种类型。

采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电流控制电压源原理框图如图16a、16b所示。电流控制电压源有一组2个电流输入端组成的控制输入端口ic和一组2个电压输出端组成的电源输出端口us，电流控制电压源主要由双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器与两个运放a01、a11和阻值相等的两个镜像电阻r01＝ry、r11＝ry及一个运算电阻rz构成，电流控制电压源的输入控制电路采用电流型控制电路：隔离放大器的输入端ui接0号运放a01的输出端，隔离放大器的0号输出端uo0通过0号镜像电阻r01接0号运放a01的一个输入端，0号运放a01的这个输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地fgnd0作为电流控制电压源的一组2个电流输入端，0号运放a01的另一个输入端通过电阻r00接第0组独立正负对称双电源的浮地fgnd0，0号运放a01处于负反馈工作状态，0号运放a01的电源端接第0组独立正负对称双电源+v0与-v0。电流控制电压源的输出调理电路采用电压型调理电路：隔离放大器的1号输出端uo1通过1号镜像电阻r11接1号运放a11的反相输入端，1号运放a11的同相输入端通过电阻r10接第1组独立正负对称双电源的浮地fgnd1，1号运放a11的输出端通过运算电阻rz接反相输入端，1号运放a11的输出端和第1组独立正负对称双电源的浮地fgnd1作为电流控制电压源的一组2个电压输出端，1号运放a11的电源端接第1组独立正负对称双电源+v1与-v1；电流控制电压源的输入输出关系：

采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电流控制电流源原理框图如图17a、17b所示。电流控制电流源有一组2个电流输入端组成的控制输入端口ic和一组2个电流输出端组成的电源输出端口is，电流控制电流源主要由双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器与三个运放a01、a11、a12和阻值相等的两个镜像电阻r01＝ry、r11＝ry及一个运算电阻rz构成，电流控制电流源的输入控制电路与电流控制电压源一样采用电流型控制电路。电流控制电流源的输出调理电路采用电流型调理电路：隔离放大器的1号输出端uo1通过1号镜像电阻r11接1号运放a11的反相输入端，1号运放a11的同相输入端通过电阻r10接第1组独立正负对称双电源的浮地fgnd1，1号运放a11的输出端通过运算电阻rz接反相输入端，1号运放a11的输出端通过电阻r13接2号运放a12的反相输入端，2号运放a12的同相输入端通过电阻r12接第1组独立正负对称双电源的浮地fgnd1，2号运放a12的输出端和反相输入端作为电流控制电流源的一组2个电流输出端，1号运放a11的电源端和2号运放a12的电源端均接第1组独立正负对称双电源+v1与-v1；电流控制电流源的输入输出关系：

采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电压控制电压源原理框图如图18a、18b所示。电压控制电压源有一组2个电压输入端组成的控制输入端口uc和一组2个电压输出端组成的电源输出端口us，电压控制电压源主要由双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器与两个运放a01、a11和阻值相等的两个镜像电阻r01＝ry、r11＝ry及一个运算电阻rz和一个电压跟随器a02构成，电压控制电压源的输入控制电路采用电压型控制电路：隔离放大器的输入端ui接0号运放a01的输出端，隔离放大器的0号输出端uo0通过0号镜像电阻r01接0号运放a01的一个输入端，0号运放a01的这个输入端通过电阻r02接电压跟随器a02的输出端，0号运放a01的另一个输入端通过电阻r00接第0组独立正负对称双电源的浮地fgnd0，0号运放a01处于负反馈工作状态，电压跟随器a02的输入端和第0组独立正负对称双电源的浮地fgnd0作为电压控制电压源的一组2个电压输入端，0号运放a01的电源端和电压跟随器a02的电源端均接第0组独立正负对称双电源+v0与-v0。电压控制电压源的输出调理电路与电流控制电压源一样采用电压型调理电路；电压控制电压源的输入输出关系：

采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电压控制电流源原理框图如图19a、19b所示。电压控制电流源有一组2个电压输入端组成的控制输入端口uc和一组2个电流输出端组成的电源输出端口is，电压控制电流源主要由双输出电压型隔离放大器或双输出电流型隔离放大器与三个运放a01、a11、a12和阻值相等的两个镜像电阻r01＝ry、r11＝ry及一个运算rz电阻和一个电压跟随器a02构成，电压控制电流源的输入控制电路与电压控制电压源一样采用电压型控制电路；电压控制电流源的输出调理电路与电流控制电流源一样采用电流型调理电路。电压控制电流源的输入输出关系：

双输出比例受控源，有一个控制输入端口和两个电源输出端口，且有电流控制源和电压控制源两种类型；双输出比例受控源结构框图如图20所示，双输出比例受控源框架符号如图21所示。

电流控制电压源电流源双输出的比例受控源原理框图如图22所示；电流控制源有一组2个电流输入端组成的控制输入端口ic、一组2个电压输出端组成的电源输出端口us和一组2个电流输出端组成的电源输出端口is。电流控制源主要由三输出电压型隔离放大器或三输出电流型隔离放大器与运放和镜像电阻及运算电阻构成，输入控制电路采用电流型控制电路，两个输出调理电路分别采用电源各自独立的电压型调理电路与电流型调理电路。

电压控制电压源电流源双输出的比例受控源原理框图如图23所示；电压控制源有一组2个电压输入端组成的控制输入端口uc、一组2个电压输出端组成的电源输出端口us和一组2个电流输出端组成的电源输出端口is。电压控制源主要由三输出电压型隔离放大器或三输出电流型隔离放大器与运放和镜像电阻及运算电阻和电压跟随器构成，输入控制电路采用电压型控制电路，两个输出调理电路分别采用电源各自独立的电压型调理电路与电流型调理电路。

电流控制源两组输出调理电路也可都采用电压型调理电路或电流型调理电路，电流控制双电压源输出比例受控源、电流控制双电流源输出比例受控源原理框图如图24a、24b所示。

电压控制源两组输出调理电路也可都采用电压型调理电路或电流型调理电路，电压控制双电压源输出比例受控源、电压控制双电流源输出比例受控源原理框图如图25a、25b所示。

实施例3

单输出积分受控源和双输出积分受控源

单输出积分受控源有一个控制输入端口和一个电源输出端口，且有电流积分电压源、电流积分电流源、电压积分电压源和电压积分电流源四种类型。

采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电流积分电压源原理框图如图26a、26b所示。电流积分电压源是将电流控制电压源的运算电阻置换成运算电容得到，输入输出关系：

采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电流积分电流源原理框图如图27a、27b所示。电流积分电流源是将电流控制电流源的运算电阻置换成运算电容得到，输入输出关系：

采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电压积分电压源原理框图如图28a、28b所示。电压积分电压源是将电压控制电压源的运算电阻置换成运算电容得到，输入输出关系：

采用反相隔离放大器、同相隔离放大器的电压积分电流源原理框图如图29a、29b所示。电压积分电流源是将电压控制电流源的运算电阻置换成运算电容得到，输入输出关系：

双输出积分受控源，有一个控制输入端口和两个电源输出端口，且有电流积分源和电压积分源两种类型；双输出积分受控源结构框图如图30所示，双输出积分受控源框架符号如图31所示。

电流积分电压源电流源双输出积分受控源原理框图如图32所示；电流积分源是将电流控制源的运算电阻置换成运算电容得到。

电压积分电压源电流源双输出积分受控源原理框图如图33所示；电压积分源是将电压控制源的运算电阻置换成运算电容得到。

电流积分双电压源输出积分受控源、电流积分双电流源输出积分受控源原理框图如图34a、34b所示；电压积分双电压源输出积分受控源、电压积分双电流源输出积分受控源原理框图如图35a、35b所示。

实施例4

比例互耦器

比例互耦器有一个原边端口u1，i1和一个副边端口u2，i2，并且有比例互变器和比例互转器两种类型。比例互变器，简称互变器；比例互转器，简称互转器。

比例互变器由一个电压控制电压源和一个电流控制电流源组成，电路原理图如图36a所示，电压控制电压源的电源输出端口uas与电流控制电流源的控制输入端口ibc串联作为比例互变器的原边端口u1，i1，电流控制电流源的电源输出端口ibs与电压控制电压源的控制输入端口uac并联作为比例互变器的副边端口u2，i2；或者电路原理图如图36b所示，电流控制电流源的电源输出端口ias与电压控制电压源的控制输入端口ubc并联作为比例互变器的原边端口u1，i1，电压控制电压源的电源输出端口ubs与电流控制电流源的控制输入端口iac串联作为比例互变器的副边端口u2，i2。

比例互转器由两个电流控制电压源组成，电路原理图如图37a所示，第一个电流控制电压源的电源输出端口uas与第二个电流控制电压源的控制输入端口ibc串联作为比例互转器的原边端口u1，i1，第二个电流控制电压源的电源输出端口ubs与第一个电流控制电压源的控制输入端口iac串联作为比例互转器的副边端口u2，i2；或者比例互转器由两个电压控制电流源组成，电路原理图如图37b所示，第一个电压控制电流源的电源输出端口ias与第二个电压控制电流源的控制输入端口ubc并联作为比例互转器的原边端口u1，i1，第二个电压控制电流源的电源输出端口ibs与第一个电压控制电流源的控制输入端口uac并联作为比例互转器的副边端口u2，i2。

比例互变器的电压控制电压源的转移系数为α12和电流控制电流源的转移系数为β21，当转移系数α12＝β21时互变器即为协变器，当转移系数α12＝-β21时互变器即为反变器。

比例互转器的两个电流控制电压源或两个电压控制电流源的转移电阻分别为r12，r21，当转移电阻r12＝r21时互转器即为回转器，当转移电阻r12＝-r21时互转器即为反转器。

实施例5

积分互耦器

积分互耦器有一个原边端口u1，i1和一个副边端口u2，i2，并且有积分互变器和积分互转器两种类型。

积分互变器由一个电压积分电压源和一个电流积分电流源组成，电路原理图如图38a所示，电压积分电压源的电源输出端口uas与电流积分电流源的控制输入端口ibc串联作为积分互变器的原边端口u1，i1，电流积分电流源的电源输出端口ibs与电压积分电压源的控制输入端口uac并联作为积分互变器的副边端口u2，i2；或者电路原理图如图38b所示，电流积分电流源的电源输出端口ias与电压积分电压源的控制输入端口ubc并联作为积分互变器的原边端口u1，i1，电压积分电压源的电源输出端口ubs与电流积分电流源的控制输入端口iac串联作为积分互变器的副边端口u2，i2。

积分互转器由两个电流积分电压源组成，电路原理图如图39a所示，第一个电流积分电压源的电源输出端口uas与第二个电流积分电压源的控制输入端口ibc串联作为积分互转器的原边端口u1，i1，第二个电流积分电压源的电源输出端口ubs与第一个电流积分电压源的控制输入端口iac串联作为积分互转器的副边端口u2，i2；或者积分互转器由两个电压积分电流源组成，电路原理图如图39b所示，第一个电压积分电流源的电源输出端口ias与第二个电压积分电流源的控制输入端口ubc并联作为积分互转器的原边端口u1，i1，第二个电压积分电流源的电源输出端口ibs与第一个电压积分电流源的控制输入端口uac并联作为积分互转器的副边端口u2，i2。

实施例6

复比例受控源、复积分受控源和复互耦器

单相比例受控源、单相积分受控源和单相互耦器的参数为实参数。

采用两个相同的单相比例受控源、单相积分受控源和单相互耦器直接构成的两相比例受控源、两相积分受控源和两相互耦器其参数不变，也均为实参数。

两相比例受控源形成复比例受控源如图40所示，两相积分受控源形成复积分受控源如图41所示，两相互耦器形成复互耦器如图42所示。

其中：虚数单位κ²＝-1，κ⁴＝1。

复元件构成复电路：变量用复数表示、两相结构用单相形式表达。