第16章 二端口網(wǎng)絡(luò)

電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)-

+

§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(duì)端子構(gòu)成，且滿足如下條件：從一個(gè)端子流入的電流等于從另一個(gè)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)二、四端網(wǎng)絡(luò)

在工程實(shí)際中，網(wǎng)絡(luò)中伸出四個(gè)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(dú)立源無(wú)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(wú)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(shí)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)2、遠(yuǎn)距離輸送電

電站

用戶中間過(guò)程復(fù)雜

可以把電路處理成

雙口網(wǎng)絡(luò)

五、研究?jī)?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(yè)章目錄返回上一頁(yè)§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(gè)方程

介紹4種：YZA(T)H

-

+

9電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)1、方程的建立說(shuō)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(wú)源二端口(無(wú)獨(dú)立源)作用下求)(應(yīng)用疊加原理，在1)

單獨(dú)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)3)迭加單獨(dú)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)1)意義輸出端短路時(shí)轉(zhuǎn)移導(dǎo)納輸入端短路時(shí)輸出導(dǎo)納輸出端短路時(shí)輸入導(dǎo)納輸入端短路時(shí)轉(zhuǎn)移導(dǎo)納2、Y參數(shù)的意義及性質(zhì)12電氣對(duì)稱：如果二端口的Y參數(shù)，除了Y12=Y21外還有Y11=Y22，則此兩個(gè)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(huì)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(duì)稱，或簡(jiǎn)稱為對(duì)稱的二端口。結(jié)構(gòu)對(duì)稱：指連接方式和元件性質(zhì)及其參數(shù)的大小均具有對(duì)稱性。電氣對(duì)稱和結(jié)構(gòu)對(duì)稱二者關(guān)系：結(jié)構(gòu)對(duì)稱一定電氣對(duì)稱，電氣對(duì)稱不一定結(jié)構(gòu)對(duì)稱。電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(lì)無(wú)關(guān)。由互易定理形式一，在無(wú)源（且不含受控源）二端口中：2112YY=13電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(shí)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(diǎn)1：節(jié)點(diǎn)2：下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)總結(jié)：1）線性無(wú)源（且不含受控源）二端口，Y12=Y21總成立，只有三個(gè)獨(dú)立的參數(shù)。反過(guò)來(lái)，3個(gè)獨(dú)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(duì)稱，僅當(dāng)YA=YC才稱為結(jié)構(gòu)對(duì)稱。3）反例：右圖電氣對(duì)稱，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱。CY’’CY’CY’CY’’CY=+15下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)例2：12總結(jié)：1）線性無(wú)源（包含受控源）二端口，Y12=Y21不再成立，需要四個(gè)獨(dú)立的參數(shù)來(lái)表示這個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)。16電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)2）應(yīng)用迭加原理單獨(dú)作用單獨(dú)作用迭加方程-

"

U

2

&

"

U

1

&

18電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(shí)輸入阻抗輸出端開路時(shí)轉(zhuǎn)移阻抗輸入端開路時(shí)轉(zhuǎn)移阻抗輸入端開路時(shí)輸出阻抗Z參數(shù)矩陣在無(wú)源（不含受控源）二端口中19電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)3.實(shí)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(gè)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)三.T(A)參數(shù)及方程應(yīng)用情況：1）工程實(shí)踐中，往往希望找到一個(gè)端口的電流、電壓與另一個(gè)端口的電流電壓之間的直接關(guān)系；2）二端口網(wǎng)絡(luò)無(wú)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)22電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)輸出端開路時(shí)轉(zhuǎn)移電壓比輸出端短路時(shí)轉(zhuǎn)移阻抗輸出端開路時(shí)轉(zhuǎn)移導(dǎo)納輸出端短路時(shí)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)例：求二端口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)jωL

解：傳輸參數(shù)為L(zhǎng)24電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)例：求[T]YbYaYc解：由②整理得①②25電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)∴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(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(shí)的輸入阻抗N求)（已知27電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)3.應(yīng)用舉例輸入端開路時(shí)的轉(zhuǎn)移電壓比輸出端短路時(shí)的轉(zhuǎn)移電流比輸入端開路時(shí)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)很小很大29電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)§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(wú)受控源時(shí)，雙口網(wǎng)絡(luò)三個(gè)參數(shù)獨(dú)立，未知雙口網(wǎng)絡(luò)只要用三個(gè)參數(shù)表示即可，三個(gè)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(duì)照系數(shù)31電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(duì)照系數(shù)32電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)§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(wú)源，無(wú)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(shí)際電路求解2）雙口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)未知，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，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(yè)章目錄返回上一頁(yè)一、無(wú)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：?jiǎn)味私佑型怆娐冯p端接有外電路①無(wú)端接雙口網(wǎng)絡(luò)：二端口沒有外接電路，或輸入激勵(lì)沒有內(nèi)阻抗。3、電路形式35電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)N解：所求例：?jiǎn)味私与娐?，?7電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)§16-5二端口網(wǎng)絡(luò)的連接一、級(jí)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)二、并聯(lián)1、電路形式39電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)2.端口條件3.復(fù)合后與的關(guān)系41電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)P(yáng)2

P1

P1

P2

43電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)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(yè)章目錄返回上一頁(yè)③n:1

45電路理論下一頁(yè)章目錄返回上一頁(yè)§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(hào)

2、

端口特性

1)Z參數(shù)方程

回轉(zhuǎn)系數(shù)（回轉(zhuǎn)