第16章 二端口網(wǎng)絡(luò)

電路理論下一頁章目錄返回上一頁第16章二端口網(wǎng)絡(luò)§16-2二端口網(wǎng)絡(luò)方程和參數(shù)§16-3二端口網(wǎng)絡(luò)等效電路§16-4二端口網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移函數(shù)§16-1二端口網(wǎng)絡(luò)§16-6回轉(zhuǎn)器和負(fù)阻抗變換器§16-5二端口網(wǎng)絡(luò)的連接1電路理論下一頁章目錄返回上一頁-

+

§16-1二端口網(wǎng)絡(luò)一、二端網(wǎng)絡(luò)回顧表征端口電流電壓關(guān)系的參數(shù)：輸入阻抗Z或輸入導(dǎo)納Y。且Z＝

Y

－1。端口的概念：端口由一對端子構(gòu)成，且滿足如下條件：從一個端子流入的電流等于從另一個端子流出的電流。此稱為端口條件。Z（Y）+

u1

i1

i1

–

一端口2電路理論下一頁章目錄返回上一頁二、四端網(wǎng)絡(luò)

在工程實際中，網(wǎng)絡(luò)中伸出四個端子與外電路相連。稱為四端網(wǎng)絡(luò)。線性網(wǎng)絡(luò)

四端網(wǎng)絡(luò)

3電路理論下一頁章目錄返回上一頁變壓器n:1

濾波器R

C

C

例

三極管傳輸線4電路理論下一頁章目錄返回上一頁輸入端1-1’

輸出端2-2’

端口條件：

（它是四端網(wǎng)絡(luò)的一種特例）

有源Ns

指含獨立源無源No

（含受控源）三、二端口網(wǎng)絡(luò)（雙口網(wǎng)絡(luò)）二端口i2

i1

i1i2i2

i1

i1

i2

i4

i3

i1

i2

二端口網(wǎng)絡(luò)四端網(wǎng)絡(luò)5電路理論下一頁章目錄返回上一頁1-1’

2-2’是二端口

3-3’

4-4’不是二端口，是四端網(wǎng)絡(luò)

約定

1.討論范圍含線性R、L、C、M與線性受控源的無源網(wǎng)絡(luò)端口條件破壞i1

i2

i2

i1

u1

+

–

u2

+

–

2

21

1Ri1

i2

3

3

4

4

i6電路理論下一頁章目錄返回上一頁2.參考方向

本章中二端口的參考方向，一般都如上圖所示。因此，引用公式時一定要注意端口的參考方向。線性RLCM

受控源

i1

i2

i2

i1

u1

+

–u2

+

–封裝

由于集成電路的發(fā)展，集成塊內(nèi)部元件不知道，只能研究其端口的電壓、電流特性四、研究目的1、集成元件

7電路理論下一頁章目錄返回上一頁2、遠(yuǎn)距離輸送電

電站

用戶中間過程復(fù)雜

可以把電路處理成

雙口網(wǎng)絡(luò)

五、研究內(nèi)容1、端口的電流、電壓關(guān)系2、等效電路3、二端口的聯(lián)接

8電路理論下一頁章目錄返回上一頁§16-2二端口網(wǎng)絡(luò)方程及參數(shù)概述：1、一端口（單口，二端網(wǎng)絡(luò)）

表示其端口電流電壓關(guān)系電路方程

Z

阻抗參數(shù)

Y

導(dǎo)納參數(shù)

2、二端口網(wǎng)絡(luò)

共6種組合，6個方程

介紹4種：YZA(T)H

-

+

9電路理論下一頁章目錄返回上一頁1、方程的建立說明：的參考方向如圖①②端口電壓,電流可以是相量，也可以運(yùn)算形式(零狀態(tài)的)③研究無源二端口(無獨立源)作用下求)(應(yīng)用疊加原理，在1)

單獨作用

應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)函數(shù)概念N一、Y參數(shù)及方程

求)（已知10電路理論下一頁章目錄返回上一頁3)迭加單獨作用

2)寫出矩陣形式Y(jié)參數(shù)方程Y參數(shù)矩陣11電路理論下一頁章目錄返回上一頁1)意義輸出端短路時轉(zhuǎn)移導(dǎo)納輸入端短路時輸出導(dǎo)納輸出端短路時輸入導(dǎo)納輸入端短路時轉(zhuǎn)移導(dǎo)納2、Y參數(shù)的意義及性質(zhì)12電氣對稱：如果二端口的Y參數(shù)，除了Y12=Y21外還有Y11=Y22，則此兩個端口的1-1’和2-2’互換位置后與外電路連接，外部特性將不會有變化。這種二端口從任一端口看進(jìn)去電氣特性完全相同。因而稱為電氣對稱，或簡稱為對稱的二端口。結(jié)構(gòu)對稱：指連接方式和元件性質(zhì)及其參數(shù)的大小均具有對稱性。電氣對稱和結(jié)構(gòu)對稱二者關(guān)系：結(jié)構(gòu)對稱一定電氣對稱，電氣對稱不一定結(jié)構(gòu)對稱。電路理論下一頁章目錄返回上一頁2)性質(zhì)Y參數(shù)是導(dǎo)納參數(shù)，也稱為短路參數(shù)；Y參數(shù)本質(zhì)上是網(wǎng)絡(luò)函數(shù)，反映網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造與原件的參數(shù)，它與激勵無關(guān)。由互易定理形式一，在無源（且不含受控源）二端口中：2112YY=13電路理論下一頁章目錄返回上一頁圖示雙口網(wǎng)絡(luò)，求Y參數(shù).例1：解法一：根據(jù)Y參數(shù)意義3.實際電路中Y參數(shù)的求解14電路理論解法二：建立電路方程節(jié)點1：節(jié)點2：下一頁章目錄返回上一頁總結(jié)：1）線性無源（且不含受控源）二端口，Y12=Y21總成立，只有三個獨立的參數(shù)。反過來，3個獨立參數(shù)就可以表示二端口網(wǎng)絡(luò)。2）如果圖中Y11=Y22,，則二端口電氣對稱，僅當(dāng)YA=YC才稱為結(jié)構(gòu)對稱。3）反例：右圖電氣對稱，結(jié)構(gòu)不對稱。CY’’CY’CY’CY’’CY=+15下一頁章目錄返回上一頁例2：12總結(jié)：1）線性無源（包含受控源）二端口，Y12=Y21不再成立，需要四個獨立的參數(shù)來表示這個二端口網(wǎng)絡(luò)。16電路理論下一頁章目錄返回上一頁1、方程的建立

1)由Y參數(shù)方程導(dǎo)出二、Z參數(shù)及方程

N求)（已知Z參數(shù)方程17電路理論下一頁章目錄返回上一頁2）應(yīng)用迭加原理單獨作用單獨作用迭加方程-

"

U

2

&

"

U

1

&

18電路理論下一頁章目錄返回上一頁2.Z參數(shù)的意義和性質(zhì)矩陣形式1)意義輸出端開路時輸入阻抗輸出端開路時轉(zhuǎn)移阻抗輸入端開路時轉(zhuǎn)移阻抗輸入端開路時輸出阻抗Z參數(shù)矩陣在無源（不含受控源）二端口中19電路理論下一頁章目錄返回上一頁3.實際電路Z參數(shù)的求解阻抗參數(shù)開路參數(shù)解法一：根據(jù)Z參數(shù)意義解法二：建立回路方程求解2)性質(zhì)4.思考Z參數(shù)和Y參數(shù)的關(guān)系？1）一個二端口網(wǎng)絡(luò)既可用Z參數(shù)也可用Y參數(shù)表示；

2）二者關(guān)系：Z=Y-120電路理論下一頁章目錄返回上一頁三.T(A)參數(shù)及方程應(yīng)用情況：1）工程實踐中，往往希望找到一個端口的電流、電壓與另一個端口的電流電壓之間的直接關(guān)系；2）二端口網(wǎng)絡(luò)無Z、Y參數(shù)。如理想變壓器：+_+_**思考：能寫出Z、Y矩陣嗎？n00-1/n=u1i1u2-i2211.方程及參數(shù)N(輸入、輸出電流關(guān)系，考慮的是)求)（已知電路理論下一頁章目錄返回上一頁22電路理論下一頁章目錄返回上一頁輸出端開路時轉(zhuǎn)移電壓比輸出端短路時轉(zhuǎn)移阻抗輸出端開路時轉(zhuǎn)移導(dǎo)納輸出端短路時轉(zhuǎn)移電流比2)性質(zhì)轉(zhuǎn)移參數(shù)(傳輸參數(shù))2.T參數(shù)的意義和性質(zhì)1)意義23電路理論下一頁章目錄返回上一頁例：求二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)jωL

解：傳輸參數(shù)為L24電路理論下一頁章目錄返回上一頁例：求[T]YbYaYc解：由②整理得①②25電路理論下一頁章目錄返回上一頁∴③由③帶入①整理得作業(yè)P39016-416-3(C)求[T]26電路理論下一頁章目錄返回上一頁四、H參數(shù)及方程1、電路方程2、參數(shù)意義及性質(zhì)輸出端短路時的輸入阻抗N求)（已知27電路理論下一頁章目錄返回上一頁3.應(yīng)用舉例輸入端開路時的轉(zhuǎn)移電壓比輸出端短路時的轉(zhuǎn)移電流比輸入端開路時的輸出導(dǎo)納晶體三極管微變等效電路28電路理論下一頁章目錄返回上一頁很小很大29電路理論下一頁章目錄返回上一頁§16-3二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路一、等效電路形式

解決問題：網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部復(fù)雜，已知端口電壓、電流關(guān)系，只要知道等效電路就可以，或者端口電壓、電流關(guān)系知道，確定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的等效結(jié)構(gòu)（無受控源時，雙口網(wǎng)絡(luò)三個參數(shù)獨立，未知雙口網(wǎng)絡(luò)只要用三個參數(shù)表示即可，三個參數(shù)組成二端口網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接情況有兩種情況）1.型電路

2.型電路

30電路理論下一頁章目錄返回上一頁二.等效電路中各元件參數(shù)的確定1、已知Y參數(shù)方程確定型電路①畫等效電路②根據(jù)電路建立方程

③對照系數(shù)31電路理論下一頁章目錄返回上一頁2、已知Z參數(shù)方程確定T型電路①畫等效電路②根據(jù)電路建立方程

③對照系數(shù)32電路理論下一頁章目錄返回上一頁例：已知[Y]，求等效電路1S

4S

3S

解：其等效電路為33電路理論下一頁章目錄返回上一頁§16-4二端口網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移函數(shù)概述：1、研究的條件1）線性無源，無受控源2）運(yùn)算形式3）

輸出端輸入端N2、轉(zhuǎn)移函數(shù)的求解1）已知雙口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與參數(shù)，根據(jù)實際電路求解2）雙口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)未知，根據(jù)實驗，建立電路由轉(zhuǎn)移函數(shù)與方程中參數(shù)關(guān)系求H(s)34電路理論下一頁章目錄返回上一頁一、無端接雙口網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移函數(shù)的求解②有端接雙口網(wǎng)絡(luò)單端接：雙端接：單端接有外電路雙端接有外電路①無端接雙口網(wǎng)絡(luò)：二端口沒有外接電路，或輸入激勵沒有內(nèi)阻抗。3、電路形式35電路理論下一頁章目錄返回上一頁二.有端接雙口網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移函數(shù)的求解1.電路形式N2.H(s)的求解1）H(s)要符合雙口網(wǎng)絡(luò)的電路方程2）符合端接元件的特性36電路理論下一頁章目錄返回上一頁N解：所求例：單端接電路，求37電路理論下一頁章目錄返回上一頁§16-5二端口網(wǎng)絡(luò)的連接一、級聯(lián)（鏈聯(lián)）

1、電路形式2、端口條件3、復(fù)合后與的關(guān)系38電路理論下一頁章目錄返回上一頁二、并聯(lián)1、電路形式39電路理論下一頁章目錄返回上一頁三、串聯(lián)2、

端口條件3、復(fù)合后與的關(guān)系1、電路形式40電路理論下一頁章目錄返回上一頁2.端口條件3.復(fù)合后與的關(guān)系41電路理論下一頁章目錄返回上一頁例:的A參數(shù)矩陣已知為求圖示二端口網(wǎng)絡(luò)的A參數(shù)矩陣,設(shè)內(nèi)部二端口網(wǎng)絡(luò)P1

P2

P1

P1

P2

解：42電路理論下一頁章目錄返回上一頁P(yáng)2

P1

P1

P2

43電路理論下一頁章目錄返回上一頁例:求圖示二端口網(wǎng)絡(luò)的T參數(shù)矩陣n:1

解:①n:1

②44電路理論下一頁章目錄返回上一頁③n:1

45電路理論下一頁章目錄返回上一頁§16-6回轉(zhuǎn)器和負(fù)阻抗變換器一、回轉(zhuǎn)器

：是一種線性非互易的多端元件。1、符號

2、

端口特性

1)Z參數(shù)方程

回轉(zhuǎn)系數(shù)（回轉(zhuǎn)