chpt二端口清華大學(xué)電路考研輔導(dǎo)Q聯(lián)實(shí)用

會(huì)計(jì)學(xué)1chpt二端口清華大學(xué)電路考研輔導(dǎo)Q聯(lián)實(shí)用濾波器變壓器RCCn:1第1頁/共78頁1.端口(port)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。N+u1i1i12.二端口（two-port)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)。N+u1i1i1i2i2+u2第2頁/共78頁

3.二端口網(wǎng)絡(luò)與四端網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系二端口四端網(wǎng)絡(luò)具有公共端的二端口Ni1i1i2i2

Ni1i2i3i4

N第3頁/共78頁4.二端口的兩個(gè)端口間若有外部連接，則會(huì)破壞原二端口的端口條件。端口條件破壞Ri1i2iNi1i1i2i2第4頁/共78頁一、Y參數(shù)和方程采用相量形式(正弦穩(wěn)態(tài))。將兩個(gè)端口各施加一電壓源，則端口電流可視為這些電壓源的疊加作用產(chǎn)生。15-2二端口的參數(shù)和方程N(yùn)++1.第5頁/共78頁

即：上述方程即為Y參數(shù)方程，其系數(shù)即為Y參數(shù)，寫成矩陣形式為：[Y]

稱為Y

參數(shù)矩陣.其值由內(nèi)部參數(shù)及連接關(guān)系所決定。N++第6頁/共78頁由Y參數(shù)方程可得：由Y參數(shù)方程可得：2.Y參數(shù)的計(jì)算和測定N+N+第7頁/共78頁例1.求Y

參數(shù)。

Yb++

Ya

Yc解：Yb+

Ya

YcYb+

Ya

Yc第8頁/共78頁上例中互易二端口四個(gè)參數(shù)中只有三個(gè)是獨(dú)立的。3.互易二端口(滿足互易定理)第9頁/共78頁電路結(jié)構(gòu)左右對(duì)稱的一般為對(duì)稱二端口。上例中，Ya=Yc=Y時(shí)，Y11=Y22=Y+Yb對(duì)稱二端口只有兩個(gè)參數(shù)是獨(dú)立的。對(duì)稱二端口是指兩個(gè)端口電氣特性上對(duì)稱，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱的二端口，其電氣特性可能是對(duì)稱的。這樣的二端口也是對(duì)稱二端口。4.對(duì)稱二端口稱為對(duì)稱二端口。第10頁/共78頁3635++1325.5++第11頁/共78頁例2.解：

Yb+

Ya

Yc

Yb++

Ya

Yc

Yb+

Ya

Yc第12頁/共78頁二、Z參數(shù)和方程由Y參數(shù)方程即：上述方程即為Z參數(shù)方程。其中=Y11Y22–Y12Y21N++第13頁/共78頁其矩陣形式為稱為Z參數(shù)矩陣2.Z參數(shù)計(jì)算與測定Z參數(shù)方程也可以直接在端口接電流源導(dǎo)出第14頁/共78頁3.對(duì)互易二端口:對(duì)對(duì)稱二端口:4.Z參數(shù)矩陣與Y參數(shù)矩陣互為逆矩陣。即：5.并非所有的二端口均有Z,Y參數(shù)。第15頁/共78頁Z

不存在Y

不存在Z,Y均不存在ZZn:1第16頁/共78頁例1.

Zb++

Za

Zc第17頁/共78頁例2.

Zb++

Za

Zc+第18頁/共78頁三、T參數(shù)和方程T

參數(shù)也稱為傳輸參數(shù)由(2)得：將(3)代入(1)得：Y參數(shù)方程第19頁/共78頁即：其中上述方程稱為傳輸參數(shù)(T

參數(shù))方程，其矩陣形式：(注意正負(fù)號(hào)）稱為T

參數(shù)矩陣第20頁/共78頁2.T

參數(shù)的計(jì)算或測定3.互易二端口:T

參數(shù)滿足:對(duì)稱二端口:則第21頁/共78頁例1.n:1i1i2++u1u2則即第22頁/共78頁++122I1I2U1U2例2.注意：T

參數(shù)方程中I2前是“”號(hào).第23頁/共78頁四、H

參數(shù)和方程H

參數(shù)也稱為混合參數(shù)，常用于晶體管等效電路。1.H

參數(shù)和方程矩陣形式:第24頁/共78頁2.H

參數(shù)的計(jì)算與測定3.互易二端口對(duì)稱二端口第25頁/共78頁例.++

R1

R2另有兩套參數(shù)：逆?zhèn)鬏攨?shù)

和逆混合參數(shù)。幾種參數(shù)相互間關(guān)系參見書(下冊)P71表141。上述參數(shù)(特別是Z，Y)可擴(kuò)展到n端口網(wǎng)絡(luò)中去。第26頁/共78頁15-3二端口的等效電路1.互易二端口的等效電路N++一個(gè)二端口的Y

參數(shù)方程為其Y

參數(shù)為其中獨(dú)立參數(shù)只有3個(gè)，可用T型或型電路等效。第27頁/共78頁設(shè)其等效電路為型，它的Y

參數(shù)應(yīng)與上述給定的Y參數(shù)相同。

Yb++

Ya

Yc即：解之得第28頁/共78頁注意：(1)等效只對(duì)兩個(gè)端口的電壓，電流關(guān)系成立。對(duì)端口間電壓則不一定成立。(2)適用于互易網(wǎng)絡(luò)。(3)若網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱則等效電路也對(duì)稱。第29頁/共78頁例1.等效電路為：2.一般二端口的等效電路(含受控源二端口)方法1：直接由參數(shù)方程得到等效電路。++

Z22++

Z11第30頁/共78頁若已知Y

參數(shù)++

Y11

Y22方法2：采用等效變換的方法。其中將上述方程變換第31頁/共78頁其中相當(dāng)于一互易二端口，可求出其等效電路(型)：(計(jì)算見前例)

Yb++

Ya

Yc

Yb++

Ya

Yc第32頁/共78頁例.T

參數(shù)其中其等效電路為：

Z2++

Z1

Z3第33頁/共78頁

Z2++

Z1

Z3型等效電路參數(shù)的確定第34頁/共78頁15-4二端口的聯(lián)接T++++T++一、級(jí)聯(lián)(鏈聯(lián))：聯(lián)接方式如下圖：設(shè)即T第35頁/共78頁級(jí)聯(lián)后復(fù)合二端口的T

參數(shù)為已知T++++T++T第36頁/共78頁級(jí)聯(lián)后則T++++T++T第37頁/共78頁則T++++T++T即：結(jié)論：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)的二端口T

參數(shù)矩陣相乘。上述結(jié)論可推廣到n個(gè)二端口級(jí)聯(lián)的關(guān)系。第38頁/共78頁注意：(1)級(jí)聯(lián)時(shí)T

參數(shù)是矩陣相乘的關(guān)系，不是對(duì)應(yīng)元素相乘。顯然(2)級(jí)聯(lián)時(shí)各二端口的端口條件不會(huì)被破壞。第39頁/共78頁例.易求出++464I1I2U1U2446T1T2T3則第40頁/共78頁二、并聯(lián)：聯(lián)接方式如下圖。并聯(lián)采用Y

參數(shù)方便。Y++++Y++第41頁/共78頁并聯(lián)后Y++++Y++第42頁/共78頁可得即結(jié)論：二端口并聯(lián)所得復(fù)合二端口的Y

參數(shù)矩陣等于兩個(gè)二端口Y參數(shù)矩陣相加。第43頁/共78頁注意：(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)上述關(guān)系式就不成立。并聯(lián)后端口條件破壞。1A2A1A1A4A1A2A2A0A0A1052.52.52.54A1A1A4A10V5V++2A第44頁/共78頁(2)具有公共端的二端口(三端網(wǎng)絡(luò)形成的二端口)，將公共端并在一起將不會(huì)破壞端口條件。Y++++++Y第45頁/共78頁例.R4R1R2R3R1R2R3R4第46頁/共78頁三、串聯(lián)：聯(lián)接方式如圖，采用Z

參數(shù)方便。Z++++Z++第47頁/共78頁Z++++Z++第48頁/共78頁則即結(jié)論：串聯(lián)后復(fù)合二端口Z

參數(shù)矩陣等于原二端口Z

參數(shù)矩陣相加。可推廣到n端口串聯(lián)。第49頁/共78頁注意：(1)串聯(lián)后端口條件可能被破壞。需檢查端口條件。端口條件破壞!2A2A1A1A23A1.5A1.5A321113A1.5A1.5A21222A1A第50頁/共78頁(2)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。端口條件不會(huì)破壞.ZZ第51頁/共78頁例.3

I112+2I13

I112+2I1第52頁/共78頁15-5二端口的特性阻抗一、二端口的特性阻抗N++11'22'ZLT參數(shù)方程當(dāng)端口2接阻抗ZL時(shí)，第53頁/共78頁端口1的入端阻抗Zi為：可見Zi隨

ZL變化而變化。N++11'22'ZL當(dāng)ZL=

ZC時(shí)，恰好使Zi=

ZC則

ZC稱為二端口的特性阻抗。第54頁/共78頁可得由上式即可確定ZC之值(T參數(shù)已知)。對(duì)于對(duì)稱二端口：A=D則上式可簡化為下面僅討論對(duì)稱二端口的特性阻抗，由第55頁/共78頁對(duì)稱二端口特性阻抗也可以通過計(jì)算開路和短路阻抗求出。端口2開路時(shí)端口1的入端阻抗為端口2短路時(shí)端口1入端阻抗為第56頁/共78頁一對(duì)稱二端口，端口2接特性阻抗ZC時(shí)，其端口電壓、電流關(guān)系為：二、傳播常數(shù)N++11'22'ZC第57頁/共78頁(3)代入(1)消去得(3)代入(2)消去得由(4)式得由(5)式得第58頁/共78頁可見對(duì)稱二端口輸出端口接特性阻抗時(shí)，兩個(gè)端口電壓比和電流比相同。令其中=+j可得稱為衰減系數(shù)稱為相位系數(shù)稱為傳播系數(shù)第59頁/共78頁三、用ZC及表示的對(duì)稱二端口的傳輸參數(shù)方程由以上兩式可得第60頁/共78頁則傳輸參數(shù)方程可表示為第61頁/共78頁n個(gè)其傳輸參數(shù)方程為即特性阻抗仍為ZC，傳播參數(shù)變?yōu)閚.+,ZC,ZC,ZC+第62頁/共78頁9節(jié)例.R2+R1R1R1R2R2R2R1++R2R2R2R2+第63頁/共78頁15-6回轉(zhuǎn)器與負(fù)阻抗變換器一、回轉(zhuǎn)器1.回轉(zhuǎn)器：回轉(zhuǎn)器也是二端口.或r

稱為回轉(zhuǎn)電阻

g稱為回轉(zhuǎn)電導(dǎo)i1u1+u2+i2電路符號(hào)特性：第64頁/共78頁其矩陣形式為：或注意u,i的方向!令有第65頁/共78頁2.回轉(zhuǎn)器可以把一個(gè)端口的電流(或電壓)回轉(zhuǎn)成另一個(gè)端口的電壓(或電流)。因此利用回轉(zhuǎn)器可以把電容回轉(zhuǎn)成電感。i1u1+u2+i2C第66頁/共78頁從端口1看，u1,i1關(guān)系為一等效電感關(guān)系，L=r2C.若

r=50k,C=1F則等效電感L=2500H！3.回轉(zhuǎn)器不消耗功率(能量)，也不儲(chǔ)能。是線性無源元件。4.回轉(zhuǎn)器是非互易元件。第67頁/共78頁5.回轉(zhuǎn)器例子i1AB

i=0iCRGFi