端口網(wǎng)絡(luò)A2課件

1、116-1 16-1 二端口網(wǎng)絡(luò)二端口網(wǎng)絡(luò) 一一. 二端口網(wǎng)絡(luò)二端口網(wǎng)絡(luò)ar第十六章第十六章 二端口網(wǎng)絡(luò)二端口網(wǎng)絡(luò)+ +- -pusiiii出入ii 端口由一對(duì)端鈕構(gòu)成，且滿足如下端口條件：從端口由一對(duì)端鈕構(gòu)成，且滿足如下端口條件：從一個(gè)端鈕流入的電流等于從另一個(gè)端鈕流出的電流。一個(gè)端鈕流入的電流等于從另一個(gè)端鈕流出的電流。一端口網(wǎng)絡(luò)一端口網(wǎng)絡(luò)1 . 端口（端口（port)定義：定義：2在工程實(shí)際中，研究信號(hào)及能量的傳輸和信號(hào)變換時(shí)，在工程實(shí)際中，研究信號(hào)及能量的傳輸和信號(hào)變換時(shí)，經(jīng)常碰到二端口網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)常碰到二端口網(wǎng)絡(luò)。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(dāng)一個(gè)電路與外部電路通過兩個(gè)端口連接時(shí)稱當(dāng)一個(gè)電路與外部電路通過兩個(gè)端口連接時(shí)稱此電路為二端口網(wǎng)絡(luò)。此電路為二端口網(wǎng)絡(luò)。具有公共端的二端口具有公共端的二端口i2i1i1i2四端網(wǎng)絡(luò)四端網(wǎng)絡(luò) i4i3i1i2二端口二端口2. . 二端口網(wǎng)絡(luò)與四端網(wǎng)絡(luò)二端口網(wǎng)絡(luò)與四端網(wǎng)絡(luò)i2i1i1i2三端口或六端網(wǎng)絡(luò)三端口或六端網(wǎng)絡(luò)43. 二端口的兩個(gè)端口間若有外部連接，則會(huì)破壞原二端二端口的兩個(gè)端口間若有外部連接，則會(huì)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(luò)是四端網(wǎng)絡(luò)5二二. 二端口網(wǎng)絡(luò)研究的問題二端口網(wǎng)絡(luò)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(dú)立源不含獨(dú)立源2. 參考方向（對(duì)于端口來說為關(guān)聯(lián)參考方向）參考方向（對(duì)于端口來說為關(guān)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(guān)系，寫出參數(shù)矩陣。確定二端口處電壓、電流之間的關(guān)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(duì)于給定的一種二端口參數(shù)矩陣，會(huì)求其它的參數(shù)矩陣。對(duì)于給定的一種二端口參數(shù)矩陣，會(huì)求其它的參數(shù)矩陣。4. 對(duì)于復(fù)雜的二端口，可以看作由若干簡(jiǎn)單的二端口組對(duì)于復(fù)雜的二端口，可以看作由若干簡(jiǎn)單的二端口組成。由各簡(jiǎn)單的二端口參數(shù)推導(dǎo)出復(fù)雜的二端口參數(shù)。成。由各簡(jiǎn)單的二端口參數(shù)推導(dǎo)出復(fù)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(gè)個(gè)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(luò)。參數(shù)描

5、述二端口網(wǎng)絡(luò)。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(luò)互易網(wǎng)絡(luò))時(shí)有時(shí)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(shí)驗(yàn)測(cè)定參數(shù)

6、的實(shí)驗(yàn)測(cè)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(dǎo)納短路導(dǎo)納參數(shù)參數(shù)自導(dǎo)納自導(dǎo)納(驅(qū)動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)納驅(qū)動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)納)自導(dǎo)納自導(dǎo)納轉(zhuǎn)移導(dǎo)納轉(zhuǎn)移導(dǎo)納轉(zhuǎn)移導(dǎo)納轉(zhuǎn)移導(dǎo)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(duì)稱二端口是指兩個(gè)端口電氣特性上對(duì)稱。電路結(jié)對(duì)稱二端口是指兩個(gè)端口電氣特性上對(duì)稱。電路結(jié)構(gòu)左右對(duì)稱的，端口電氣特性對(duì)稱；電路結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的構(gòu)左右對(duì)稱的，端口電氣特性對(duì)稱；電路結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的二端口，其電氣特性也可能是對(duì)稱的。這樣的二端口也二端口，其電氣特性也可能是對(duì)稱的。這樣的二端口也是對(duì)稱二端口。是對(duì)稱二端口。若若 ya=yc cbbbbayyyyyyy有有 y11=y22 （電氣對(duì)稱），稱為對(duì)稱二端口。（電氣對(duì)稱），稱為對(duì)稱二端口。對(duì)稱二端口只有對(duì)稱二端口只有兩個(gè)參數(shù)是獨(dú)立兩個(gè)參數(shù)是獨(dú)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(shí)驗(yàn)測(cè)定參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)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(duì)稱二端口對(duì)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(fù)號(hào)）注意負(fù)號(hào)） 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(dǎo)出程導(dǎo)出1816-3 二端口的等效電路二端口的等效電路兩個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)等效：是指對(duì)外電路而言，端口的電兩個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)等效：是指對(duì)外電路而言，端口的電壓，電流關(guān)系相同。壓，電流關(guān)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(gè)二端口其已知一個(gè)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(yīng)與參數(shù)應(yīng)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(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)的已知一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)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(yīng)與給定的應(yīng)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(luò)的聯(lián)接二端口網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接一、一、 級(jí)聯(lián)（鏈聯(lián)）級(jí)聯(lián)（鏈聯(lián)）設(shè)設(shè) 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(jié)論：結(jié)論：級(jí)聯(lián)后所得復(fù)合二端口級(jí)聯(lián)后所得復(fù)合二端口t 參數(shù)矩陣等于級(jí)聯(lián)的二參數(shù)矩陣等于級(jí)聯(lián)的二端口端口t 參數(shù)矩陣相乘。上述結(jié)論可推廣到參數(shù)矩陣相乘。上述結(jié)論可推廣到n個(gè)二端個(gè)二端口級(jí)聯(lián)的關(guān)系?？诩?jí)聯(lián)的關(guān)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(shí)：正規(guī)聯(lián)接時(shí)：25 212121iiiiii+ 1i1u+ 2u2iy + + 1i 1u 2u 2i y + + 2u 1u 2i 1i y 21222112112122211211uuyyyyuuyyyy 21212211121121 uuyuuyyyyiiyyy 即：即：26結(jié)論：結(jié)論：正規(guī)聯(lián)接時(shí)，二端口并聯(lián)所得復(fù)合二端口的正規(guī)聯(lián)接時(shí)，二端口并聯(lián)所得復(fù)合二端口的y參數(shù)矩參數(shù)矩陣等于兩個(gè)二端口陣等于兩個(gè)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(gè)二端口并聯(lián)時(shí)，其端口條件可）兩個(gè)二端口并聯(lián)時(shí)，其端口條件可能被破壞此時(shí)上述關(guān)系式就不成立。能被破壞此時(shí)上述關(guān)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(huì)破具有公共端的二端口，將公共端并在一起將不會(huì)破壞端口條件壞端口條件。yy27注意：注意：(1) 兩個(gè)二端口并聯(lián)時(shí)，其端口條件可能被破壞此時(shí)上兩個(gè)二端口并聯(lián)時(shí)，其端口條件可能被破壞此時(shí)上述關(guān)系式就不成立。述關(guān)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(luò)形成的二端口三端網(wǎng)絡(luò)形成的二端口)，將，將公共端并在一起將不會(huì)破壞端口條件。公共端并在一起將不會(huì)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(jié)論：結(jié)論：串聯(lián)后復(fù)合二端口串聯(lián)后復(fù)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?？赏茝V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(shí)將不會(huì)）具有公共端的二端口，將公共端串聯(lián)時(shí)將不會(huì)破壞端口條件。破壞端口條件。端口條件不會(huì)破壞端口條件不會(huì)破壞1i2i3izz213 iii34則則zzz 即即 222112112221121122211211zzzzzzzzzzzz結(jié)論結(jié)論