第十二章二端口網(wǎng)絡(luò)

1、第12章 二端口網(wǎng)絡(luò)通過引出一對(duì)端鈕與外電路連接的網(wǎng)絡(luò)常稱為二端網(wǎng)絡(luò)，通常分為兩類即無源二端網(wǎng)絡(luò)和有源二端網(wǎng)絡(luò)。二端網(wǎng)絡(luò)中電流從一個(gè)端鈕流入，從另一個(gè)端鈕流出，這樣一對(duì)端鈕形成了網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)端口，故二端網(wǎng)絡(luò)也稱為一端口網(wǎng)絡(luò)。如圖。在正弦穩(wěn)態(tài)電路中， 可見端口的兩個(gè)物理量?jī)H需一個(gè)參數(shù)去聯(lián)系。+_§121 二端口網(wǎng)絡(luò)如圖所示的四端網(wǎng)絡(luò)，如果滿足，則稱該網(wǎng)絡(luò)為二端口網(wǎng)絡(luò)。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(lì)，在輸出端口處產(chǎn)生響應(yīng)。+_+_12對(duì)于線性無源的二端口網(wǎng)絡(luò)，端口共有四個(gè)物理量, 要研究端口的電壓和電流之間的關(guān)系，任選其中兩個(gè)為自變量，則另外兩個(gè)就

2、為因變量。 可見兩個(gè)端口上的四個(gè)物理量需四個(gè)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(luò)：滿足互易定理的二端口網(wǎng)絡(luò)。對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)：如果將二端口網(wǎng)絡(luò)的輸入端口(端口11)與輸出端口(端口22)對(duì)調(diào)后，其各端口電流、電壓關(guān)系均不改變，這種二端口網(wǎng)絡(luò)稱為對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)從聯(lián)接結(jié)構(gòu)看也是對(duì)稱的。§122 二端口網(wǎng)絡(luò)方程和參數(shù)12 12注意：討論二端網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)方程式，其端口上電壓、電流的參考方向必須向內(nèi)關(guān)聯(lián)。一、Y參數(shù)方程和短路導(dǎo)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(dǎo)納參數(shù)?？赡娑丝跐M足 。

3、對(duì)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(luò)。列寫端口KCL方程。 則 +_解法2：按Y參數(shù)的定義計(jì)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)?？赡娑丝跐M足 。對(duì)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(luò)。列寫端口KVL方程。 對(duì)于給定的二端口網(wǎng)絡(luò)，有的只有Z參數(shù)，沒有Y參數(shù)。也有的二端口網(wǎng)絡(luò)卻相反，沒有Z參數(shù)，只有Y參數(shù)。還有的二端口網(wǎng)絡(luò)既沒有Z參數(shù)，也沒有Y參數(shù)，如理想變壓器。*_+對(duì)于大多數(shù)二端口網(wǎng)絡(luò)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(shí) 對(duì)稱時(shí) ， 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(luò)的等效電路一、可逆二端口網(wǎng)絡(luò)：參數(shù)描述+_+_等效電路如下圖?？赡鏁r(shí) ，等效電路如下圖。+_+_二、不可逆二端口網(wǎng)絡(luò) 等效電路如下圖。+_+_+_§12-4 二端口網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移函數(shù)根據(jù)轉(zhuǎn)移函數(shù)的定義，二端口網(wǎng)絡(luò)端口的轉(zhuǎn)移函數(shù)有轉(zhuǎn)移阻抗、轉(zhuǎn)移導(dǎo)納、轉(zhuǎn)移

5、電壓比、轉(zhuǎn)移電流比，可用二端口網(wǎng)絡(luò)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(luò)如放大器、濾波器等都是在輸出端口接負(fù)載ZL，在輸入端口接實(shí)際電壓源(用電壓源S與內(nèi)阻抗ZS的串聯(lián)支路表示)，如圖所示。T+_+_+_一、轉(zhuǎn)移電壓比1. 當(dāng)只考慮ZL時(shí)的轉(zhuǎn)移電壓比 由于 可見，當(dāng)只考慮負(fù)載阻抗ZL時(shí)的轉(zhuǎn)移函數(shù)，不僅與其本身的參數(shù)有關(guān)，還與端接阻抗ZL有關(guān)。2. 當(dāng)同時(shí)考慮ZS和ZL時(shí)轉(zhuǎn)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(luò)的輸入端口向右看進(jìn)去的阻抗Zi稱為輸入阻抗或策動(dòng)點(diǎn)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(luò)的參數(shù)有關(guān)，而且與負(fù)載阻抗有關(guān)。對(duì)于不同的二端口網(wǎng)絡(luò)，接同一個(gè)ZL，Zi不同；對(duì)于同一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)，接不同的負(fù)載ZL，Zi也不同，因此二端口網(wǎng)絡(luò)具有變換阻抗的作用。2.輸出阻抗 將電壓源S與負(fù)載ZL都移去，但輸入端口處仍然保留實(shí)際電壓源的內(nèi)阻抗ZS(如下圖所示)，這時(shí)輸出端口2和電流2之比稱為二端口網(wǎng)絡(luò)的輸出阻抗Z0。+_+_Z S由于 和 其中故 3.特性阻抗 在對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)中，若適當(dāng)選擇ZS及ZL的值，使它們滿足ZiZS= ZoZL= ZCZC稱為對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗。對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗也稱為重復(fù)阻抗。T特性阻抗僅由二端口網(wǎng)絡(luò)的本身參數(shù)來確定，與負(fù)載阻抗ZL和電源內(nèi)阻抗ZS

7、無關(guān)。對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗還可以運(yùn)用實(shí)驗(yàn)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(jié)構(gòu)可見，此時(shí)該電路中存在一個(gè)對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)，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(luò)的聯(lián)接一、二端口網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)11+_+_22+_+T解：二、二端口網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)三、二端口網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)：四、二端口網(wǎng)絡(luò)的串并聯(lián)：+_+_+_+_ §12-6 運(yùn)算放大器運(yùn)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(shí)現(xiàn)交流信號(hào)放大，而且可以實(shí)現(xiàn)直流信號(hào)放大，還能與其

8、他元件組合來完成微分、積分等數(shù)學(xué)運(yùn)算，因而稱為運(yùn)算放大器。目前它的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這些范圍，是獲得最廣泛應(yīng)用的多端元件之一。一、電路符號(hào)a+_+Ab+_+15V-15V_+ Aobaa端反相輸入端：在o端輸出時(shí)相位相反。b端同相輸入端：在o端輸出時(shí)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(bǔ)點(diǎn)電位用0代入，但不能直接作接地處理。五、含理想運(yùn)放的電路分析分析方法：節(jié)點(diǎn)電壓法。采用概念：“虛短”，“虛斷”，“虛地”。避免問題：對(duì)含有運(yùn)放輸出端的節(jié)點(diǎn)不予列方程。求解次序：由最末一級(jí)的運(yùn)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