端口網(wǎng)絡A2課件

1、116-1 16-1 二端口網(wǎng)絡二端口網(wǎng)絡 一一. 二端口網(wǎng)絡二端口網(wǎng)絡ar第十六章第十六章 二端口網(wǎng)絡二端口網(wǎng)絡+ +- -pusiiii出入ii 端口由一對端鈕構成，且滿足如下端口條件：從端口由一對端鈕構成，且滿足如下端口條件：從一個端鈕流入的電流等于從另一個端鈕流出的電流。一個端鈕流入的電流等于從另一個端鈕流出的電流。一端口網(wǎng)絡一端口網(wǎng)絡1 . 端口（端口（port)定義：定義：2在工程實際中，研究信號及能量的傳輸和信號變換時，在工程實際中，研究信號及能量的傳輸和信號變換時，經(jīng)常碰到二端口網(wǎng)絡。經(jīng)常碰到二端口網(wǎng)絡。濾波器濾波器rcc三極管三極管例例變壓器變壓器n:1端口條件端口條件出入i

2、i 傳輸線傳輸線3當一個電路與外部電路通過兩個端口連接時稱當一個電路與外部電路通過兩個端口連接時稱此電路為二端口網(wǎng)絡。此電路為二端口網(wǎng)絡。具有公共端的二端口具有公共端的二端口i2i1i1i2四端網(wǎng)絡四端網(wǎng)絡 i4i3i1i2二端口二端口2. . 二端口網(wǎng)絡與四端網(wǎng)絡二端口網(wǎng)絡與四端網(wǎng)絡i2i1i1i2三端口或六端網(wǎng)絡三端口或六端網(wǎng)絡43. 二端口的兩個端口間若有外部連接，則會破壞原二端二端口的兩個端口間若有外部連接，則會破壞原二端口的端口條件?？诘亩丝跅l件。222111iiiiiiii 端口條件破壞端口條件破壞i1i2i2i1u1+ +u2+ +2 21 1rii1 i2 33 4 41-1

3、2-2是二端口是二端口3-3 4-4不是二端口，不是二端口，是四端網(wǎng)絡是四端網(wǎng)絡5二二. 二端口網(wǎng)絡研究的問題二端口網(wǎng)絡研究的問題例：例：e線性線性rlcm受控源受控源i1i2i2i1u1+ +u2+ +6約定約定1. 討論范圍討論范圍線性線性 r、l、c、m與線性受控源與線性受控源不含獨立源不含獨立源2. 參考方向（對于端口來說為關聯(lián)參考方向）參考方向（對于端口來說為關聯(lián)參考方向）線性線性rlcm受控源受控源i1i2i2i1u1+ +u2+ +7分析方法分析方法1. 確定二端口處電壓、電流之間的關系，寫出參數(shù)矩陣。確定二端口處電壓、電流之間的關系，寫出參數(shù)矩陣。2. 利用端口參數(shù)比較不同的二

4、端口的性能和作用。利用端口參數(shù)比較不同的二端口的性能和作用。3. 對于給定的一種二端口參數(shù)矩陣，會求其它的參數(shù)矩陣。對于給定的一種二端口參數(shù)矩陣，會求其它的參數(shù)矩陣。4. 對于復雜的二端口，可以看作由若干簡單的二端口組對于復雜的二端口，可以看作由若干簡單的二端口組成。由各簡單的二端口參數(shù)推導出復雜的二端口參數(shù)。成。由各簡單的二端口參數(shù)推導出復雜的二端口參數(shù)。816-2 二端口的方程和參數(shù)二端口的方程和參數(shù)+- -+- -i1i2u2u1端口物理量端口物理量4個個i1u1i2u2端口電壓電流有六種不同的方程來表示，即可用端口電壓電流有六種不同的方程來表示，即可用六套六套參數(shù)描述二端口網(wǎng)絡。參數(shù)描

5、述二端口網(wǎng)絡。2121 uuii2121 uiiu我們采用相量形式（正弦穩(wěn)態(tài)我們采用相量形式（正弦穩(wěn)態(tài))來討論來討論。2211 iuiu922212122121111yyyyuuiuui 22211211yyyyy令令 212221121121uuyyyyii稱為稱為y y 參數(shù)矩陣參數(shù)矩陣. .矩陣矩陣形式形式方框中無受控源方框中無受控源(互易網(wǎng)絡互易網(wǎng)絡)時有時有y12=y21+- -+- -1 u1 i2 i2 u線性線性無源無源端口電流端口電流 可視為可視為 共同作用產(chǎn)生。共同作用產(chǎn)生。21ii和和21uu和和一、一、 y 參數(shù)和方程參數(shù)和方程2121 iiuu10y參數(shù)的實驗測定參數(shù)

6、的實驗測定022221 uuiy011112 uuiy012212 uuiy021121 uuiy+- -1 u1 i2 i線性線性無源無源+- -1 i2 i2 u線性線性無源無源y 短路導納短路導納參數(shù)參數(shù)自導納自導納(驅(qū)動點導納驅(qū)動點導納)自導納自導納轉(zhuǎn)移導納轉(zhuǎn)移導納轉(zhuǎn)移導納轉(zhuǎn)移導納22212122121111uyuyiuyuyi11例例1.1. 求求y 參數(shù)。參數(shù)。ba011112yyuiyu b012212yuiyu 解：解：01 ucb02222b0211221yyuiyyuiyuu 02 u yb+ 1 u1 i2 i ya yc yb+ 1 i2 i2 u ya ycb2112

7、yyy 互易二端口互易二端口12對稱二端口是指兩個端口電氣特性上對稱。電路結對稱二端口是指兩個端口電氣特性上對稱。電路結構左右對稱的，端口電氣特性對稱；電路結構不對稱的構左右對稱的，端口電氣特性對稱；電路結構不對稱的二端口，其電氣特性也可能是對稱的。這樣的二端口也二端口，其電氣特性也可能是對稱的。這樣的二端口也是對稱二端口。是對稱二端口。若若 ya=yc cbbbbayyyyyyy有有 y11=y22 （電氣對稱），稱為對稱二端口。（電氣對稱），稱為對稱二端口。對稱二端口只有對稱二端口只有兩個參數(shù)是獨立兩個參數(shù)是獨立的。的。13z12z11二、二、z 參數(shù)和方程參數(shù)和方程由由y 參數(shù)方程參數(shù)方

8、程 22212122121111uyuyiuyuyi.,21uu可可解解出出 21112122121221iyiyuiyiyu即：即：其中其中 = =y11y22 y12y21+- -+- -1 u1 i2 i2 u線性線性無源無源2121 uuii212111iziz222121iziz 14其矩陣形式為其矩陣形式為 212221121121iizzzzuu 22211211zzzzz稱為稱為z參數(shù)矩陣參數(shù)矩陣z參數(shù)的實驗測定參數(shù)的實驗測定012210111122iiiuziuzz參數(shù)參數(shù)又稱又稱開路阻抗參數(shù)開路阻抗參數(shù)+- -+- -1 u1 i2 i2 u線性線性無源無源轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗

9、出端阻抗出端阻抗 入端阻抗入端阻抗轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗022220211211iiiuziuz15互易二端口互易二端口2112zz 2211zz 對稱二端口對稱二端口則則11yzzy )(2112zz 例例1 ir1 i2 i zb+ + 1 u2 u za zc+ )(21b1a1iizizu )(21b2c12iizizi ru cbbbbazzzzrzzz16三、三、t 參數(shù)參數(shù) (傳輸參數(shù)傳輸參數(shù)) 和方程和方程1122iuiu +- -+- -1 u1 i2 i2 u線性線性無源無源 2211iu dcbaiu )()(221221iduciibuau(注意負號）注意負號） dcba t

10、稱為稱為t 參數(shù)矩陣參數(shù)矩陣其矩陣形式其矩陣形式172122yya211yb21221112yyyyc2111yyd )2()1(22212122121111uyuyiuyuyi由由(2)得：得：)3(1221221221iyuyyu 將將(3)代入代入(1)得：得：221112212211121iyyuyyyyi t參數(shù)亦可由參數(shù)亦可由y參數(shù)方參數(shù)方 程導出程導出1816-3 二端口的等效電路二端口的等效電路兩個二端口網(wǎng)絡等效：是指對外電路而言，端口的電兩個二端口網(wǎng)絡等效：是指對外電路而言，端口的電壓，電流關系相同。壓，電流關系相同。t型等效電路型等效電路 型等效電路型等效電路yaybycz

11、azbzc.nu1.u2.i1i2.1. 互易二端口的等效電路互易二端口的等效電路19已知一個二端口其已知一個二端口其y參數(shù)為參數(shù)為22211211yyyy 型等效電路的型等效電路的y參數(shù)應與參數(shù)應與上述給定的上述給定的y參數(shù)相同。參數(shù)相同。 型等效電路求法：型等效電路求法：求求 型等效電路型等效電路yaybyccb0u2222yyuiy1 12b0u1221yyuiy2 ba0u1111yyuiy2 解之得：解之得：2122c12b2111ayyyyyyyy20t型等效電路求法型等效電路求法:zazbzc已知一個二端口網(wǎng)絡的已知一個二端口網(wǎng)絡的z參數(shù)為參數(shù)為 22211211zzzz求求t型

12、等效電路。型等效電路。t型等效電路的型等效電路的z參數(shù)參數(shù)應與給定的應與給定的z參數(shù)相同參數(shù)相同 cbccazzzzzzzzz22211211 1212221211zzzzzzzzcba2116-16-5 二端口網(wǎng)絡的聯(lián)接二端口網(wǎng)絡的聯(lián)接一、一、 級聯(lián)（鏈聯(lián)）級聯(lián)（鏈聯(lián)）設設 22211211tttttt+t +1i 1u 2u 2i +1u t +1i 2i 2u +1i1u+2u2i 22211211ttttt 222221121111iuttttiu 222221121111iuttttiu22t+t +1i 1u 2u 2i +1u t +1i 2i 2u +1i1u+2u2i得得 2

13、22221121111iuttttiu 222221121122211211iutttttttttt +2u 2i t +1i1u+2u2i2i 22iu23得得結論：結論：級聯(lián)后所得復合二端口級聯(lián)后所得復合二端口t 參數(shù)矩陣等于級聯(lián)的二參數(shù)矩陣等于級聯(lián)的二端口端口t 參數(shù)矩陣相乘。上述結論可推廣到參數(shù)矩陣相乘。上述結論可推廣到n個二端個二端口級聯(lián)的關系?？诩壜?lián)的關系。 22222112112221121111iuttttttttiuttt t1t2.tnt=t1t2 . tn24二、并聯(lián)：二、并聯(lián)：輸入端口并聯(lián)，輸出端口并聯(lián)輸入端口并聯(lián)，輸出端口并聯(lián) 212221121121uuyyyyii

14、 212221121121uuyyyyii+ 1i1u+ 2u2iy + + 1i 1u 2u 2i y + + 2u 1u 2i 1i y正規(guī)聯(lián)接時：正規(guī)聯(lián)接時：25 212121iiiiii+ 1i1u+ 2u2iy + + 1i 1u 2u 2i y + + 2u 1u 2i 1i y 21222112112122211211uuyyyyuuyyyy 21212211121121 uuyuuyyyyiiyyy 即：即：26結論：結論：正規(guī)聯(lián)接時，二端口并聯(lián)所得復合二端口的正規(guī)聯(lián)接時，二端口并聯(lián)所得復合二端口的y參數(shù)矩參數(shù)矩陣等于兩個二端口陣等于兩個二端口y 參數(shù)矩陣相加。參數(shù)矩陣相加。注

15、意：注意： （1）兩個二端口并聯(lián)時，其端口條件可）兩個二端口并聯(lián)時，其端口條件可能被破壞此時上述關系式就不成立。能被破壞此時上述關系式就不成立。(2) 具有公共端的二端口，將公共端并在一起將不會破具有公共端的二端口，將公共端并在一起將不會破壞端口條件壞端口條件。yy27注意：注意：(1) 兩個二端口并聯(lián)時，其端口條件可能被破壞此時上兩個二端口并聯(lián)時，其端口條件可能被破壞此時上述關系式就不成立。述關系式就不成立。并聯(lián)后端口條件破壞。并聯(lián)后端口條件破壞。1a2a1a1a4a1a2a 2a0a0a10 5 2.5 2.5 2.5 4a1a1a4a10v5v+ +2a28(2) 具有公共端的二端口具有

16、公共端的二端口(三端網(wǎng)絡形成的二端口三端網(wǎng)絡形成的二端口)，將，將公共端并在一起將不會破壞端口條件。公共端并在一起將不會破壞端口條件。y + + + 1 i1 u+ 2 i2 u+ + 2iy 1i 2i 1i 2u 1u 1u 2u29三、串聯(lián)：聯(lián)接方式如圖，采用三、串聯(lián)：聯(lián)接方式如圖，采用z 參數(shù)方便。參數(shù)方便。z + + 1 i2 i2 u1 u+ 1 i1 u+ 2 i2 uz + + 1 i 2 i 2 u 1 u 21222112112121 iizzzziizuu 21222112112121 iizzzziizuu30 212121iiiiii 212121uuuuuuz +

17、+ 1 i2 i2 u1 u+ 1 i1 u+ 2 i2 uz + + 1 i 2 i 2 u 1 u 2121212121 iiziizuuuuuu 2121 iiziizz31則則zzz 即即 222112112221121122211211zzzzzzzzzzzz結論：結論：串聯(lián)后復合二端口串聯(lián)后復合二端口z 參數(shù)矩陣等于原二端口參數(shù)矩陣等于原二端口z 參數(shù)參數(shù)矩陣相加。可推廣到矩陣相加?？赏茝V到n端口串聯(lián)端口串聯(lián)。32注意：注意：（1）串聯(lián)后端口條件可能被破壞。）串聯(lián)后端口條件可能被破壞。 2 2 端口條件破壞端口條件破壞zzz 3 1 1 1 1 2 2 2 2a2a 1a1a3a1.5a1.5a1.5a1.5a1a2az”33（2）具有公共端的二端口，將公共端串聯(lián)時將不會）具有公共端的二端口，將公共端串聯(lián)時將不會破壞端口條件。破壞端口條件。端口條件不會破壞端口條件不會破壞1i2i3izz213 iii34則則zzz 即即 222112112221121122211211zzzzzzzzzzzz結論結論