第十二章二端口網(wǎng)絡

1、第12章 二端口網(wǎng)絡通過引出一對端鈕與外電路連接的網(wǎng)絡常稱為二端網(wǎng)絡，通常分為兩類即無源二端網(wǎng)絡和有源二端網(wǎng)絡。二端網(wǎng)絡中電流從一個端鈕流入，從另一個端鈕流出，這樣一對端鈕形成了網(wǎng)絡的一個端口，故二端網(wǎng)絡也稱為一端口網(wǎng)絡。如圖。在正弦穩(wěn)態(tài)電路中， 可見端口的兩個物理量僅需一個參數(shù)去聯(lián)系。+_§121 二端口網(wǎng)絡如圖所示的四端網(wǎng)絡，如果滿足，則稱該網(wǎng)絡為二端口網(wǎng)絡。其中11 端口稱為輸入端口，22 端口稱為輸出端口。在輸入端口處加上激勵，在輸出端口處產生響應。+_+_12對于線性無源的二端口網(wǎng)絡，端口共有四個物理量, 要研究端口的電壓和電流之間的關系，任選其中兩個為自變量，則另外兩個就

2、為因變量。 可見兩個端口上的四個物理量需四個參數(shù)去聯(lián)系。根據(jù)不同的組合方式，就有六種不同的二端口參數(shù)方程，這里只介紹常用的四種參數(shù)?？赡娑丝诰W(wǎng)絡：滿足互易定理的二端口網(wǎng)絡。對稱二端口網(wǎng)絡：如果將二端口網(wǎng)絡的輸入端口(端口11)與輸出端口(端口22)對調后，其各端口電流、電壓關系均不改變，這種二端口網(wǎng)絡稱為對稱二端口網(wǎng)絡，這種網(wǎng)絡從聯(lián)接結構看也是對稱的。§122 二端口網(wǎng)絡方程和參數(shù)12 12注意：討論二端網(wǎng)絡的網(wǎng)絡方程式，其端口上電壓、電流的參考方向必須向內關聯(lián)。一、Y參數(shù)方程和短路導納矩陣取作自變量，作因變量 記為 +_其中 +_ 可見，Y參數(shù)又叫短路導納參數(shù)。可逆二端口滿足 。

3、對稱二端口滿足 ， 。例1：求如圖所示二端口的Y參數(shù)。j4S+_+_解法1：此電路屬于型網(wǎng)絡。列寫端口KCL方程。 則 +_解法2：按Y參數(shù)的定義計算。 +_二、Z參數(shù)方程和開路阻抗矩陣。+_+_12記為 +_+其中 +_可見，Z參數(shù)又叫開路阻抗參數(shù)。可逆二端口滿足 。對稱二端口滿足 ， 。例2 ：求如圖所示二端口的Z參數(shù)。1+_2+_+_解：此電路屬于T型網(wǎng)絡。列寫端口KVL方程。 對于給定的二端口網(wǎng)絡，有的只有Z參數(shù)，沒有Y參數(shù)。也有的二端口網(wǎng)絡卻相反，沒有Z參數(shù)，只有Y參數(shù)。還有的二端口網(wǎng)絡既沒有Z參數(shù)，也沒有Y參數(shù)，如理想變壓器。*_+對于大多數(shù)二端口網(wǎng)絡既可用Z參數(shù)表示，也可用Y參數(shù)

4、表示。 此外還可用下述其他形式的參數(shù)表示。三、H參數(shù)方程和混合參數(shù)矩陣。+_+_12 +_+_=0記 為混合參數(shù)矩陣。+_=0_+其中 短路法 開路法可逆時 對稱時 ， 四、T參數(shù)方程和傳輸參數(shù)矩陣+_+_+_+_ 記 T 例 3 ：已知 ，求T參數(shù)。解: 例4: 求如圖所示二端口的和參數(shù)。*_+*+_解: §12-3 二端口網(wǎng)絡的等效電路一、可逆二端口網(wǎng)絡：參數(shù)描述+_+_等效電路如下圖?？赡鏁r ，等效電路如下圖。+_+_二、不可逆二端口網(wǎng)絡 等效電路如下圖。+_+_+_§12-4 二端口網(wǎng)絡的轉移函數(shù)根據(jù)轉移函數(shù)的定義，二端口網(wǎng)絡端口的轉移函數(shù)有轉移阻抗、轉移導納、轉移

5、電壓比、轉移電流比，可用二端口網(wǎng)絡的參數(shù)(Z、Y、H或T參數(shù))來表示。+_+_ 在工程上大多數(shù)二端口網(wǎng)絡如放大器、濾波器等都是在輸出端口接負載ZL，在輸入端口接實際電壓源(用電壓源S與內阻抗ZS的串聯(lián)支路表示)，如圖所示。T+_+_+_一、轉移電壓比1. 當只考慮ZL時的轉移電壓比 由于 可見，當只考慮負載阻抗ZL時的轉移函數(shù)，不僅與其本身的參數(shù)有關，還與端接阻抗ZL有關。2. 當同時考慮ZS和ZL時轉移電壓比， 由于 二、輸入阻抗與輸出阻抗1. 輸入阻抗 由二端口網(wǎng)絡的輸入端口向右看進去的阻抗Zi稱為輸入阻抗或策動點阻抗，如圖所示。+_+_Z iZ L由于 和 則 上式表明輸人阻抗不僅與二端

6、口網(wǎng)絡的參數(shù)有關，而且與負載阻抗有關。對于不同的二端口網(wǎng)絡，接同一個ZL，Zi不同；對于同一個二端網(wǎng)絡，接不同的負載ZL，Zi也不同，因此二端口網(wǎng)絡具有變換阻抗的作用。2.輸出阻抗 將電壓源S與負載ZL都移去，但輸入端口處仍然保留實際電壓源的內阻抗ZS(如下圖所示)，這時輸出端口2和電流2之比稱為二端口網(wǎng)絡的輸出阻抗Z0。+_+_Z S由于 和 其中故 3.特性阻抗 在對稱二端口網(wǎng)絡中，若適當選擇ZS及ZL的值，使它們滿足ZiZS= ZoZL= ZCZC稱為對稱二端口網(wǎng)絡的特性阻抗。對稱二端口網(wǎng)絡的特性阻抗也稱為重復阻抗。T特性阻抗僅由二端口網(wǎng)絡的本身參數(shù)來確定，與負載阻抗ZL和電源內阻抗ZS

7、無關。對稱二端口網(wǎng)絡的特性阻抗還可以運用實驗方法獲得：例：求圖示電路中的電流。+_Zeq解：本例題在第7章中已介紹，可采用戴維南定理求。在第七章中，利用開路、短路法求得等效阻抗。由電路結構可見，此時該電路中存在一個對稱二端口網(wǎng)絡，且 可見利用特性阻抗的概念，可快捷地求出該電路的戴維南等效阻抗。§12-5 二端口網(wǎng)絡的聯(lián)接一、二端口網(wǎng)絡的級聯(lián)11+_+_22+_+T解：二、二端口網(wǎng)絡的并聯(lián)三、二端口網(wǎng)絡的串聯(lián)：四、二端口網(wǎng)絡的串并聯(lián)：+_+_+_+_ §12-6 運算放大器運算放大器是一種電壓放大倍數(shù)很高的放大器，不僅可用來實現(xiàn)交流信號放大，而且可以實現(xiàn)直流信號放大，還能與其

8、他元件組合來完成微分、積分等數(shù)學運算，因而稱為運算放大器。目前它的應用已遠遠超出了這些范圍，是獲得最廣泛應用的多端元件之一。一、電路符號a+_+Ab+_+15V-15V_+ Aobaa端反相輸入端：在o端輸出時相位相反。b端同相輸入端：在o端輸出時相位相同。o端輸出端A放大倍數(shù)，也稱作“增益”（開環(huán)放大倍數(shù)：輸入端不受o端影響）。二、端口方程：三、電路模型：+_+a_+_+bo+_+a_+_+bo+_o+_ab_+_+_+Aabo四、常用接法理想化：ua0?！疤摰亍保嚎砂補點電位用0代入，但不能直接作接地處理。五、含理想運放的電路分析分析方法：節(jié)點電壓法。采用概念：“虛短”，“虛斷”，“虛地”。避免問題：對含有運放輸出端的節(jié)點不予列方程。求解次序：由最末一級的運放輸入端開始，逐漸前移。+_+_+例1：解： 例2：_+_+_+cba+解： _+_+_+ab例3：解：_+_abc+_例4：解： 若要求輸入端等效電