電路11章二端口網(wǎng)絡課件

1、電路11章二端口網(wǎng)絡1第十一章第十一章 二端口網(wǎng)絡二端口網(wǎng)絡11-1 二端口網(wǎng)絡二端口網(wǎng)絡1、定義、定義:具有四個端紐，對于所有具有四個端紐，對于所有時間時間t，滿足：，滿足：i1=i1, i2=i2,稱為二端口網(wǎng)絡，否則稱稱為二端口網(wǎng)絡，否則稱為四端網(wǎng)絡。為四端網(wǎng)絡。i1i2i2,i1,2、實際電路、實際電路 舉例：舉例：l1l211221122本章僅討論由線性無源元件本章僅討論由線性無源元件和受控源組成的二端口網(wǎng)絡。和受控源組成的二端口網(wǎng)絡。電路11章二端口網(wǎng)絡211-2 二端口網(wǎng)絡方程與參數(shù)二端口網(wǎng)絡方程與參數(shù)一、一、z方程與參數(shù)方程與參數(shù)1、方程、方程:2、參數(shù)：、參數(shù)：3、互易網(wǎng)絡：

2、、互易網(wǎng)絡：2121111izizu2221212izizu011112iiuz021121iiuz012212iiuz022221iiuz2112zz4、對稱網(wǎng)絡：、對稱網(wǎng)絡：2112zz2211zz5、矩陣形式方程：、矩陣形式方程：izu(已知已知電流電流求求電壓電壓)電路11章二端口網(wǎng)絡312121i+-+-u1=01i2i2u1i+-+-u12i2u2i=02211電路11章二端口網(wǎng)絡42、參數(shù)：、參數(shù)：3、互易網(wǎng)絡：、互易網(wǎng)絡：011112iiuz021121iiuz012212iiuz022221iiuz2112zz4、對稱網(wǎng)絡：、對稱網(wǎng)絡：2112zz2211zz5、矩陣形式方程

3、：、矩陣形式方程：izu二、二、y方程與參數(shù)方程與參數(shù)1、方程、方程:2121111uyuyi2221212uyuyi(已知已知電壓電壓求求電流電流)電路11章二端口網(wǎng)絡5二、二、y方程與參數(shù)方程與參數(shù)5、矩陣形式方程、矩陣形式方程1、方程、方程:2、參數(shù)：、參數(shù)：3、互易網(wǎng)絡、互易網(wǎng)絡：2121111uyuyi2221212uyuyi011112uuiy012212uuiy022221uuiy2112yy4、對稱網(wǎng)絡：、對稱網(wǎng)絡：2112yy2211yy6、z與與y關(guān)系：關(guān)系：021121uuiy(已知已知電壓電壓求求電流電流)uyi1yz電路11章二端口網(wǎng)絡6例：求例：求y參數(shù)。參數(shù)。yb

4、ycya1i1u+ _2i方法一方法一：由定義：由定義：bayyuiy11111221uiybyy12cbyyy22by方法二：列方法二：列y方程：方程：bayuuyui)(2111bcyuuyui)(12222121uuyyyyyyiicbbbba電路11章二端口網(wǎng)絡7討論：討論：當當ya=yc=yb=1s時：時：1ssy21122112311yz當當ya=yc=0，yb=1s時，時，0yy矩陣無逆陣，由圖中可見矩陣無逆陣，由圖中可見z11=z22= 。二端口網(wǎng)絡并不是每種參數(shù)都存在。二端口網(wǎng)絡并不是每種參數(shù)都存在。cbbbbayyyyyyy1 yzsy1111電路11章二端口網(wǎng)絡8三、三、

5、a方程與參數(shù)方程與參數(shù)5、矩陣形式方程：、矩陣形式方程：1、方程、方程:2、參數(shù)：、參數(shù)：3、互易網(wǎng)絡、互易網(wǎng)絡：)(2122111iauau)(2222211iauai021112iuua021122uiua021212iuia021222uiia121122211aaaa4、對稱網(wǎng)絡：、對稱網(wǎng)絡：2211aa121122211aaaa(已知已知2端求端求1端端)22222221121111iuiuaaaaiua電路11章二端口網(wǎng)絡95、矩陣形式方程：、矩陣形式方程：2、參數(shù)：、參數(shù)：3、互易網(wǎng)絡、互易網(wǎng)絡：021112iuua021122uiua021212iuia021222uiia12

6、1122211aaaa4、對稱網(wǎng)絡：、對稱網(wǎng)絡：2211aa121122211aaaa22222221121111iuiuaaaaiua四、四、b方程與參數(shù)方程與參數(shù)1、方程、方程:)(1121112ibubu)(1221212ibubi(已知已知1端求端求2端端)電路11章二端口網(wǎng)絡10四、四、b方程與參數(shù)方程與參數(shù)5、矩陣形式方程、矩陣形式方程1、方程、方程:2、參數(shù)：、參數(shù)：3、互易網(wǎng)絡、互易網(wǎng)絡：)(1121112ibubu)(1221212ibubi012111iuub012121uiub012211iuib012221uiib121122211bbbb4、對稱網(wǎng)絡：、對稱網(wǎng)絡：22

7、11bb121122211bbbb(已知已知1端求端求2端端)11112221121122iuiubbbbiub電路11章二端口網(wǎng)絡11)(1121222iaauaau)(1111212iaauaai6、1 ba由由a方程導出方程導出b方程：方程：若網(wǎng)絡互易：若網(wǎng)絡互易：22211211bbbbb11211222aaaa電路11章二端口網(wǎng)絡12例例: 圖示二端口網(wǎng)絡，圖示二端口網(wǎng)絡，求求z、y、a參數(shù)參數(shù)。21)1(irircj解解:)(12111iiricju22121)(icjiiruz方程：方程：方法有三：方法有三：1 由物理意義求；由物理意義求；寫標準方程，由系數(shù)求得；寫標準方程，由系

8、數(shù)求得；23 由參數(shù)之間的關(guān)系求；由參數(shù)之間的關(guān)系求；21)1(icjrir電路11章二端口網(wǎng)絡13)()1(1)11 (2221ircjrrurcju)(11 (1221ircjuri由由z方程導出方程導出a方程：方程：1 zy電路11章二端口網(wǎng)絡14五、五、h方程與參數(shù)方程與參數(shù)5、矩陣形式方程、矩陣形式方程1、方程、方程:2、參數(shù)：、參數(shù)：3、互易網(wǎng)絡、互易網(wǎng)絡： (互易定理三互易定理三)2121111uhihu2221212uhihi011112uiuh021121iuuh012212uiih022221iuih2112hh4、對稱網(wǎng)絡：、對稱網(wǎng)絡：2112hh121122211hhh

9、h21212221121121uiuihhhhiuh(混合參數(shù)，混合參數(shù)，已知已知i1，u2求求i2，u1)電路11章二端口網(wǎng)絡155、矩陣形式方程、矩陣形式方程3、互易網(wǎng)絡、互易網(wǎng)絡：011112uiuh021121iuuh012212uiih022221iuih2112hh4、對稱網(wǎng)絡：、對稱網(wǎng)絡：2112hh121122211hhhh21212221121121uiuihhhhiuh六、六、g方程與參數(shù)方程與參數(shù)1、方程、方程:2121111igugi2221212igugu(已知已知u1，i2求求u2，i1)1 hg電路11章二端口網(wǎng)絡16六、六、g方程與參數(shù)方程與參數(shù)5、矩陣形式方程

10、、矩陣形式方程1、方程、方程:2、參數(shù)：、參數(shù)：3、互易網(wǎng)絡、互易網(wǎng)絡：（互易定理三）（互易定理三）2121111igugi2221212igugu011112iuig021121uiig012212iuug022221uiug2121gg4、對稱網(wǎng)絡：、對稱網(wǎng)絡：2112gg121122211gggg(已知已知u1，i2求求u2，i1)211212221121121iuiugggguih電路11章二端口網(wǎng)絡17網(wǎng)絡方程總結(jié)：網(wǎng)絡方程總結(jié)：z：已知已知電流電流求求電壓電壓y: 已知已知電壓電壓求求電流電流a: 已知已知2端求端求1端端b: 已知已知1端求端求2端端h: 已知已知i1，u2求求i

11、2，u1g: 已知已知u1，i2求求u2，i1z： z12=z21y: y12=y21a:b: h: h12=-h21g: g12=-g211 hg1 zy1 ba網(wǎng)絡互易：網(wǎng)絡互易：1b1a11211222aaaab電路11章二端口網(wǎng)絡18例例1: 圖圖1所示二端口網(wǎng)所示二端口網(wǎng)絡，求絡，求y、z參數(shù)。參數(shù)。圖圖1練習練習: 圖圖2所示二端口網(wǎng)所示二端口網(wǎng)絡，求絡，求a參數(shù)。參數(shù)。2u1u1i2i圖圖2解解:11212210iuii1221272iuii21128iiu21270iiu結(jié)論：結(jié)論：不含受控源的網(wǎng)絡一定互易，含受控源的網(wǎng)絡可能不互易。不含受控源的網(wǎng)絡一定互易，含受控源的網(wǎng)絡可能

12、不互易。電路11章二端口網(wǎng)絡19例例3: 圖圖3所示二端口網(wǎng)絡，求所示二端口網(wǎng)絡，求h參數(shù)。參數(shù)。解解:2112uui1211112uuiiiu21121uiu22222uuui已知已知i1，u2求求i2，u110121h圖圖3電路11章二端口網(wǎng)絡20激激勵勵相相量量響響應應相相量量網(wǎng)網(wǎng)絡絡函函數(shù)數(shù) 11-3 二端口網(wǎng)絡的網(wǎng)絡函數(shù)二端口網(wǎng)絡的網(wǎng)絡函數(shù)定義：定義：分類：分類：策動點函數(shù)：策動點函數(shù)：響應、激勵在同一端口。響應、激勵在同一端口。傳輸函數(shù)：傳輸函數(shù)：響應、激勵不在同一端口。響應、激勵不在同一端口。 一、策動點函數(shù)一、策動點函數(shù)11iuzinlz22211211azaazall1）輸入

13、阻抗）輸入阻抗)()(222221212211iauaiaua電路11章二端口網(wǎng)絡21一、策動點函數(shù)一、策動點函數(shù)輸入導納輸入導納11iuzinlz22211211azaazallininzuiy11112112221azaazall1）輸入阻抗）輸入阻抗2111aazin2212aazino)()(222221212211iauaiaua開路輸入阻抗開路輸入阻抗（輸出開路）（輸出開路）短路輸入阻抗短路輸入阻抗（輸出短路）（輸出短路）電路11章二端口網(wǎng)絡22輸入導納輸入導納ininzuiy11112112221azaazall2111aazin2212aazino開路輸入阻抗開路輸入阻抗（輸出

14、開路）（輸出開路）短路輸入阻抗短路輸入阻抗（輸出短路）（輸出短路）2）輸出阻抗）輸出阻抗22iuzoutsz22211211bzbbzbss11211222azaazass)()(122121112111ibubibub電路11章二端口網(wǎng)絡232）輸出阻抗）輸出阻抗輸出導納輸出導納22iuzoutsz22211211bzbbzbss22uiyout12112221bzbbzbss11211222azaazass2122aazout11120aazout開路輸出阻抗開路輸出阻抗（輸入開路）（輸入開路）短路輸出阻抗短路輸出阻抗（輸入短路）（輸入短路）)()(122121112111ibubibub

15、互易網(wǎng)絡：互易網(wǎng)絡：1122212112122211,abababab電路11章二端口網(wǎng)絡24輸出導納輸出導納22uiyout12112221bzbbzbss2122aazout11120aazout開路輸出阻抗開路輸出阻抗（輸入開路）（輸入開路）短路輸出阻抗短路輸出阻抗（輸入短路）（輸入短路）互易網(wǎng)絡：互易網(wǎng)絡：1122212112122211,abababab二、傳輸函數(shù)二、傳輸函數(shù)12uuku1）電壓傳輸比）電壓傳輸比)(2122112iauau1211azazll電路11章二端口網(wǎng)絡25二、傳輸函數(shù)二、傳輸函數(shù)4) 轉(zhuǎn)移導納轉(zhuǎn)移導納12uuku12iiki12uiyt1）電壓傳輸比）電

16、壓傳輸比12iuzt2）電流傳輸比）電流傳輸比3) 轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗)(2122112iauau1211azazll開路電壓比：開路電壓比：111aku)(2222212iauai22211azal2221azazll12111azal注意：注意：ttzy1電路11章二端口網(wǎng)絡263 0 v3243jjz已知圖示網(wǎng)絡已知圖示網(wǎng)絡z參數(shù)為：參數(shù)為：.,2211uiiu求5 4 例例1:解解:思路：思路：a參數(shù)參數(shù)inz11iu，b參數(shù)參數(shù)22iu，代入代入z方程方程232121723jja434141743jjb21143iiu21232ijiju電路11章二端口網(wǎng)絡27zin例例2: 已知圖示

17、網(wǎng)絡已知圖示網(wǎng)絡h參數(shù)為參數(shù)為:。求inz5 1331h解解: h方程為：方程為：2113uiu2123uii)(3138221iuu)(3131221iuia a方程方程電路11章二端口網(wǎng)絡2811-4 互易互易二端口網(wǎng)絡特性參數(shù)二端口網(wǎng)絡特性參數(shù)一、特性阻抗一、特性阻抗1、定義、定義:2、計算：、計算：若若zl=zc2 時，時，zin=zc1； zs=zc1 時，時， zout=zc2，zc1稱為輸入端特性阻抗，稱為輸入端特性阻抗，zc2 稱為輸出端特性阻抗。稱為輸出端特性阻抗。222112111aaaazc0ininzz112112222aaaazc0outoutzzzc1zc22221

18、1211azaazazllin11211222azaazazssout對稱網(wǎng)絡：對稱網(wǎng)絡：21cczz 電路11章二端口網(wǎng)絡292、計算：、計算：222112111aaaazc0ininzz112112222aaaazc0outoutzzzc1對稱網(wǎng)絡：對稱網(wǎng)絡：21cczz zc2zc1zl 當當zs = zc1 ， zl = zc2 ，稱為無反射匹配。稱為無反射匹配。zs3、無反射匹配、無反射匹配: 電路11章二端口網(wǎng)絡30zc2zc1zl 當當zs = zc1 ， zl = zc2 ，稱為無反射匹配。稱為無反射匹配。zs求求:1)特性阻抗特性阻抗; 2)無反射匹配時的無反射匹配時的rl獲

19、得的功率。獲得的功率。3、無反射匹配、無反射匹配: 例：例：圖示二端口相圖示二端口相移網(wǎng)絡。移網(wǎng)絡。rlrs)1(21cjljzincjljclzin120clzzzzinincc021電路11章二端口網(wǎng)絡31二、傳輸常數(shù)二、傳輸常數(shù)定義：定義：2211ln21iuiu2211lniuiu計算：計算：)ln(21122211aaaa1、正向傳輸常數(shù)、正向傳輸常數(shù) ：a參數(shù)的關(guān)系代入得：參數(shù)的關(guān)系代入得：將右式各參數(shù)與將右式各參數(shù)與zl = zc2時時互易網(wǎng)絡互易網(wǎng)絡2、反向傳輸常數(shù)、反向傳輸常數(shù) ：定義：定義：1122ln21iuiu1122lniuiuzs = zc1時時互易網(wǎng)絡互易網(wǎng)絡互易

20、網(wǎng)絡的正反傳輸常數(shù)相等互易網(wǎng)絡的正反傳輸常數(shù)相等:)ln(21122211aaaa求得：求得：電路11章二端口網(wǎng)絡322、反向傳輸常數(shù)、反向傳輸常數(shù) ：單位單位: np(奈培奈培) 衰減常數(shù)：衰減常數(shù)：表征網(wǎng)絡對信號產(chǎn)生衰減作用的大小。表征網(wǎng)絡對信號產(chǎn)生衰減作用的大小。)()(212121iiuu相移常數(shù)：相移常數(shù)：表征網(wǎng)絡對信號產(chǎn)生相移作用的大小。表征網(wǎng)絡對信號產(chǎn)生相移作用的大小。2211ln21iuiuj其中其中:3、 的物理意義的物理意義：定義：定義：1122ln21iuiu1122lniuiuzs = zc1時時互易網(wǎng)絡互易網(wǎng)絡互易網(wǎng)絡的正反傳輸常數(shù)相等互易網(wǎng)絡的正反傳輸常數(shù)相等:電路

21、11章二端口網(wǎng)絡33練習練習2: 圖圖2所示網(wǎng)絡，求所示網(wǎng)絡，求zc1 、 zc2 ；圖圖2并求當并求當r=800 時，時，zin =？r電路11章二端口網(wǎng)絡3411-5、二端口網(wǎng)絡的連接、二端口網(wǎng)絡的連接一、級聯(lián)一、級聯(lián)五種連接：五種連接：級聯(lián)、串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)、并串聯(lián)級聯(lián)、串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)、并串聯(lián)簡單簡單網(wǎng)絡網(wǎng)絡復雜復雜網(wǎng)絡網(wǎng)絡n個子網(wǎng)絡級聯(lián)時，總網(wǎng)絡的個子網(wǎng)絡級聯(lián)時，總網(wǎng)絡的a參數(shù)矩陣等于參數(shù)矩陣等于各子網(wǎng)絡各子網(wǎng)絡a參數(shù)矩陣的相乘，參數(shù)矩陣的相乘，即即： a=a1a2an電路11章二端口網(wǎng)絡35二、并聯(lián)二、并聯(lián) n個子網(wǎng)絡并聯(lián)時，總網(wǎng)絡的個子網(wǎng)絡并聯(lián)時，總網(wǎng)絡的y參數(shù)矩陣參數(shù)矩陣等

22、于各子網(wǎng)絡等于各子網(wǎng)絡y參數(shù)矩陣的相加，參數(shù)矩陣的相加，即即： y=y1 + y2 + + yn2i1u1i2u電路11章二端口網(wǎng)絡36三、串聯(lián)三、串聯(lián) n個子網(wǎng)絡串聯(lián)時，總網(wǎng)絡的個子網(wǎng)絡串聯(lián)時，總網(wǎng)絡的z參數(shù)矩陣參數(shù)矩陣等于各子網(wǎng)絡等于各子網(wǎng)絡z參數(shù)矩陣的相加，參數(shù)矩陣的相加，即即： z=z1 + z2 + +zn1u2u1i2i電路11章二端口網(wǎng)絡37四、串并聯(lián)四、串并聯(lián) 子網(wǎng)絡串并聯(lián)時，總網(wǎng)絡的子網(wǎng)絡串并聯(lián)時，總網(wǎng)絡的h參數(shù)矩陣參數(shù)矩陣等于各子網(wǎng)絡等于各子網(wǎng)絡h參數(shù)矩陣的相加，參數(shù)矩陣的相加，即即： h=h1 +h2 + +hn1u2u1i2i電路11章二端口網(wǎng)絡38五、并串聯(lián)五、并串聯(lián)

23、 n個子網(wǎng)絡并串聯(lián)時，總網(wǎng)絡的個子網(wǎng)絡并串聯(lián)時，總網(wǎng)絡的g參數(shù)矩參數(shù)矩陣等于各子網(wǎng)絡陣等于各子網(wǎng)絡g參數(shù)矩陣的相加，參數(shù)矩陣的相加，即即： g=g1 +g2 + + gn1u2u1i2i電路11章二端口網(wǎng)絡39例例1: 證明：證明：圖示二端口網(wǎng)絡的互易性和對稱性。圖示二端口網(wǎng)絡的互易性和對稱性。解解:11341a2005 . 02a25 . 06221aaa121122211aaaa2211aa電路11章二端口網(wǎng)絡40例例2: 求圖示二端口網(wǎng)絡的求圖示二端口網(wǎng)絡的a 參數(shù)。參數(shù)。 解解:10211a5 . 00022a 5 . 05 . 2152jj321aaaa15013ja 電路11章二端

24、口網(wǎng)絡41例例3: 求圖示二端口網(wǎng)絡的求圖示二端口網(wǎng)絡的h參數(shù)。參數(shù)。解解:思路：思路：y參數(shù)參數(shù)21yyyy方程方程:2121111uyuyi2221212uyuyi2121111uhihu2221212uhihih方程方程:電路11章二端口網(wǎng)絡42練習練習1: 圖圖1所示二端口網(wǎng)絡，所示二端口網(wǎng)絡，a11=4，a21=0.05， a22=1/4。求。求r、n。圖圖11u2u1i2i2i電路11章二端口網(wǎng)絡4311-6、二端口網(wǎng)絡的等效電路、二端口網(wǎng)絡的等效電路單端口網(wǎng)絡的等效：單端口網(wǎng)絡的等效：端口伏安關(guān)系保持不變端口伏安關(guān)系保持不變無源單無源單口網(wǎng)絡口網(wǎng)絡inz有源單有源單口網(wǎng)絡口網(wǎng)絡0

25、zsu一、二端口網(wǎng)絡的等效條件一、二端口網(wǎng)絡的等效條件等效網(wǎng)絡與原網(wǎng)絡具有完全等效網(wǎng)絡與原網(wǎng)絡具有完全相同的伏安關(guān)系相同的伏安關(guān)系。即：基本參數(shù)或特性參數(shù)即：基本參數(shù)或特性參數(shù)完全相同完全相同。二端口網(wǎng)絡有二端口網(wǎng)絡有6組基本參數(shù)，所以有組基本參數(shù)，所以有6種等效電路。種等效電路。其中：其中：z參數(shù)、參數(shù)、y參數(shù)和參數(shù)和h參數(shù)參數(shù)等效二端口網(wǎng)絡等效二端口網(wǎng)絡 應用較多應用較多電路11章二端口網(wǎng)絡44等效網(wǎng)絡與原網(wǎng)絡具有完全等效網(wǎng)絡與原網(wǎng)絡具有完全相同的伏安關(guān)系相同的伏安關(guān)系。即：基本參數(shù)或特性參數(shù)即：基本參數(shù)或特性參數(shù)完全相同完全相同。二端口網(wǎng)絡有二端口網(wǎng)絡有6組基本參數(shù)，所以有組基本參數(shù)，所

26、以有6種等效電路。種等效電路。其中：其中：z參數(shù)、參數(shù)、y參數(shù)和參數(shù)和h參數(shù)參數(shù)等效二端口網(wǎng)絡等效二端口網(wǎng)絡 應用較多應用較多11z22z212iz二、二、z參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路2121111izizu2221212izizu121iz)()(2112112111iizizzu112212112212222)()()(izziizizzu電路11章二端口網(wǎng)絡4511z22z212iz二、二、z參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路2121111izizu2221212izizu121iz)()(2112112111iizizzu112212112212222)()()(izziizizzu12z1211zz 1222zz 11221)(izz12z1211zz 1222zz 互易網(wǎng)絡：互易網(wǎng)絡：2112zzt型等效電路型等效電路電路11章二端口網(wǎng)絡4612z1211zz 1222zz 11221)(izz12z1211zz 1222zz 互易網(wǎng)絡：互易網(wǎng)絡：2112zzt型等效電路型等效電路三、三、y參數(shù)等效電路參數(shù)等效電路2121111uyuyi2221212uyuyi11y212uy22y121uy)()(2112112111uuyuy