《二端口網(wǎng)絡(luò)》ppt課件

1、第第1616章章 二端口網(wǎng)絡(luò)二端口網(wǎng)絡(luò)2. 2. 兩端口的等效電路兩端口的等效電路l 重點重點1. 1. 兩端口的參數(shù)和方程兩端口的參數(shù)和方程16.1 16.1 二端口概述二端口概述在工程實踐中，研討信號及能量的傳輸和信號變換時，在工程實踐中，研討信號及能量的傳輸和信號變換時，經(jīng)常碰到如下方式的電路。經(jīng)常碰到如下方式的電路。濾波器濾波器RCC傳輸線傳輸線三極管三極管變壓器變壓器n:11. 1. 端口端口 (port) (port)端口由一對端鈕構(gòu)成，且滿足端口由一對端鈕構(gòu)成，且滿足如下端口條件：從一個端鈕流如下端口條件：從一個端鈕流入的電流等于從另一個端鈕流入的電流等于從另一個端鈕流出的電流。

2、出的電流。N+ u1i1i12. 2. 二端口二端口two-port)two-port) 當一個電路與外部電路經(jīng)過兩個端口銜接且滿足端口當一個電路與外部電路經(jīng)過兩個端口銜接且滿足端口條件時稱此電路為二端口網(wǎng)絡(luò)。條件時稱此電路為二端口網(wǎng)絡(luò)。N+ u1i1i1i2i2+ u2 二端口網(wǎng)絡(luò)與四端網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系二端口網(wǎng)絡(luò)與四端網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系二端口二端口四端網(wǎng)絡(luò)四端網(wǎng)絡(luò) Ni1i2i3i4N+ u1i1i1i2i2+ u2 二端口的兩個端口間假設(shè)有外部銜接，會破壞原二端口的端口條二端口的兩個端口間假設(shè)有外部銜接，會破壞原二端口的端口條件件222111iiiiiiii 端口條件破壞端口條件破壞Ni1i1i2i21

3、122Ri1i2i33441-1 2-2是二端口是二端口3-3 4-4是四端網(wǎng)絡(luò)是四端網(wǎng)絡(luò)3. 3. 研討二端口網(wǎng)絡(luò)的意義研討二端口網(wǎng)絡(luò)的意義1兩端口運用很廣，其分析方法易推行運用于兩端口運用很廣，其分析方法易推行運用于n端口網(wǎng)絡(luò)；端口網(wǎng)絡(luò)；2大網(wǎng)絡(luò)可以分割成許多子網(wǎng)絡(luò)兩端口進展分析；大網(wǎng)絡(luò)可以分割成許多子網(wǎng)絡(luò)兩端口進展分析；3僅研討端口特性時，可以用二端口網(wǎng)絡(luò)的電路模型進僅研討端口特性時，可以用二端口網(wǎng)絡(luò)的電路模型進 行研討。行研討。4.4.二端口網(wǎng)絡(luò)研討義務(wù)二端口網(wǎng)絡(luò)研討義務(wù)1知端口構(gòu)造，建立參數(shù)關(guān)系；知端口構(gòu)造，建立參數(shù)關(guān)系；2知參數(shù)關(guān)系，分析輸入輸出的呼應(yīng)；知參數(shù)關(guān)系，分析輸入輸出的呼

4、應(yīng)；3根據(jù)規(guī)定端口參數(shù)，設(shè)計二端網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)規(guī)定端口參數(shù)，設(shè)計二端網(wǎng)絡(luò)。商定商定1. 1. 討論范圍討論范圍線性線性 R、L、C、M與線性受控源與線性受控源不含獨立源不含獨立源2. 2. 參考方向如圖參考方向如圖16.2 16.2 二端口的參數(shù)和方程二端口的參數(shù)和方程線性線性RLCM受控源受控源i1i2i2i1u1+ +u2+ +端口物理量端口物理量4個個i1u1i2u2端口電壓電流有六種不同的方程來表示，即可用六套端口電壓電流有六種不同的方程來表示，即可用六套參數(shù)描畫二端口網(wǎng)絡(luò)。參數(shù)描畫二端口網(wǎng)絡(luò)。2121uuii線性線性RLCM受控源受控源i1i2i2i1u1+ +u2+ +2211iuiu

5、2121uiiu1. Y 參數(shù)和方程參數(shù)和方程采用相量方式采用相量方式( (正弦穩(wěn)態(tài)正弦穩(wěn)態(tài)) )。將兩個端口各施加一電。將兩個端口各施加一電壓源，那么端口電流可視為這些電壓源的疊加作用產(chǎn)生。壓源，那么端口電流可視為這些電壓源的疊加作用產(chǎn)生。N+ + 1 U1 I2 I2 U 即：即： 22212122121111UYUYIUYUYIY 參數(shù)方程參數(shù)方程1 1Y Y參數(shù)方程參數(shù)方程寫成矩陣方式為：寫成矩陣方式為： 212221121121UUYYYYII 22211211YYYYYY參數(shù)值由內(nèi)部參數(shù)及銜接關(guān)系決議。參數(shù)值由內(nèi)部參數(shù)及銜接關(guān)系決議。Y 參數(shù)矩陣參數(shù)矩陣.2 2 Y Y參數(shù)的物理意

6、義及計算和測定參數(shù)的物理意義及計算和測定012210111122 UUUIYUIY自導(dǎo)納自導(dǎo)納轉(zhuǎn)移導(dǎo)納轉(zhuǎn)移導(dǎo)納N+ 1 U1 I2 I022220211211 UUUIYUIY轉(zhuǎn)移導(dǎo)納轉(zhuǎn)移導(dǎo)納自導(dǎo)納自導(dǎo)納N+ 1 I2 I2 UY 短路導(dǎo)納參數(shù)短路導(dǎo)納參數(shù) 僅含僅含R、LM、C，無受控源時，無受控源時，Y12Y21(三參數(shù)三參數(shù)) 電氣對稱二端口還有電氣對稱二端口還有Y11Y22 對稱二端口對稱二端口(二參數(shù)二參數(shù)) 構(gòu)造參數(shù)對稱，一定電氣對稱，但反之不亦構(gòu)造參數(shù)對稱，一定電氣對稱，但反之不亦3 3 Y Y參數(shù)矩陣特點參數(shù)矩陣特點 Yb+ + 1 U1 I2 I2 U Ya Yc例例1 1ba

7、011112YYUIYU b012212YUIYU 解解02 Ucb02222b0211221YYUIYYUIYUU 求求Y Y 參數(shù)。參數(shù)。01 U例例2 2112112111()UUUIUURjLRj Lj L解解求求Y Y 參數(shù)。參數(shù)。直接列方程求解直接列方程求解 jL+ + 1 U1 I2 I2 U R1 Ug2112121)1(ULjULjgLjUUUgI LjLjgLjLjRY 11111Ljg 1YY02112 210510 + + 1 U1 I2 I2 U例例3 3解解求求Y Y 參數(shù)。參數(shù)。02 U2111011310/5216UIYSU222101116UIYSU 1122

8、20211202316116UUIYSUIYSU 01 U2. Z 2. Z 參數(shù)和方程參數(shù)和方程N+ + 1 U1 I2 I2 U將兩個端口各施加一電將兩個端口各施加一電流源，那么端口電壓可視為流源，那么端口電壓可視為這些電流源的疊加作用產(chǎn)生。這些電流源的疊加作用產(chǎn)生。即：即： 22212122121111IZIZUIZIZUZ 參數(shù)方程參數(shù)方程1 1Z Z 參數(shù)方程參數(shù)方程矩陣方式矩陣方式: 21212221121121ZZZZIIZIIUU 22211211ZZZZZZ 參數(shù)矩陣參數(shù)矩陣 1ZY012210111122 IIIUZIUZ2 2 Z Z 參數(shù)的物理意義及計算和測定參數(shù)的物理

9、意義及計算和測定022220211211 IIIUZIUZZ參數(shù)又稱開路阻抗參數(shù)參數(shù)又稱開路阻抗參數(shù)轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗輸入阻抗輸入阻抗 輸入阻抗輸入阻抗轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗N+ + 1 U1 I2 I2 U3 3 Z Z參數(shù)矩陣特點參數(shù)矩陣特點 僅含僅含R、LM、C，無受控源時，無受控源時，Z12Z21(三參數(shù)三參數(shù)) 對稱二端口對稱二端口 Z11Z22 (二參數(shù)二參數(shù))并非一切的二端口均有并非一切的二端口均有Z,Y Z,Y 參數(shù)。參數(shù)。留意留意 ZZZZZZ+ 1 U+ 2 U2 I1 I)(2121IIZUU 不存在不存在 1 ZY1212/UnUIIn 均不存在均不存在 ZY 2 I1 In:

10、1+ + 1 U2 U* Zb+ + 1 U1 I2 I2 U Za Zc+ 1 IZ例例1求求Z參數(shù)參數(shù)解解列列KVL方程：方程：212111)()(IZIZZIIZIZUbbaba 2112122)()( )(IZZIZZIZIIZIZUcbbbc cbbbbaZZZZZZZZ例例2求求Z、Y參數(shù)參數(shù)解解 jL1+ + 1 U1 I2 I2 U R1 R2 jL2* jM21111 )(IMjILjRU 22212)( ILjRIMjU 2211 LjRMjMjLjRZ 112222111 1YLjRMjMjLjRLjRMjMjLjRZ 3. T 3. T 參數(shù)和方參數(shù)和方程程 22122

11、1IDUCIIBUAU定義：定義：N+ + 1 U1 I2 I2 UT 參數(shù)也稱為傳輸參數(shù)參數(shù)也稱為傳輸參數(shù) 2211 IUTIU DCBATT 參數(shù)矩陣參數(shù)矩陣留意符號留意符號1 1T T 參數(shù)和方程參數(shù)和方程0212 IUUA0212 UIUB0212 IUIC0212 UIID 221221IDUCIIBUAU2 2 T T 參數(shù)的物理意義及計算和測定參數(shù)的物理意義及計算和測定N+ + 1 U1 I2 I2 U開路參數(shù)開路參數(shù)短路參數(shù)短路參數(shù)轉(zhuǎn)移導(dǎo)納轉(zhuǎn)移導(dǎo)納轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移電壓比轉(zhuǎn)移電壓比轉(zhuǎn)移電流比轉(zhuǎn)移電流比 2122212122121111UYUYIUYUYI由由(2)(2)得：得

12、： 31221221221IYUYYU 將將(3)(3)代入代入(1)(1)得：得：221112212211121IYYUYYYYI Y 參數(shù)方程參數(shù)方程3 3 Y YT T間轉(zhuǎn)換間轉(zhuǎn)換其中其中2122YYA 211YB 2122112112YYYYYC 2111YYD 例例1n:1i1i2+ + u1u2 21211ininuu即即 2211 100iunniu僅含僅含R、LM、C，無受控源時，無受控源時，ADBC1(三參數(shù)三參數(shù))對稱二端口對稱二端口 AD (二參數(shù)二參數(shù))4 4T T 參數(shù)矩陣特點參數(shù)矩陣特點 nnT100例例222221100221100221.5 0.5 S4 2II

13、UUUIACUUUIBDII+ + 1 2 21 U1 I2 I2 U4. H 參數(shù)和方程參數(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。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)和方程參數(shù)和方程 22212122121111UHIHIUHIHU矩陣方式矩陣方式: : 21212221121121UIUIHHHHIUH2 H 參數(shù)的物理意義計算與測定參數(shù)的物理意義計算與測定011112 UIUH021121 IUUH012212 UIIH022221 IUIH121122211 HHHH 22212122121111UHIHIUHIHU開路參數(shù)開路參數(shù)電壓轉(zhuǎn)移比電壓轉(zhuǎn)移

14、比輸入導(dǎo)納輸入導(dǎo)納短路參數(shù)短路參數(shù)輸入阻抗輸入阻抗電流轉(zhuǎn)移比電流轉(zhuǎn)移比僅含僅含R、LM、C，無受控源時，無受控源時，H12H21(三參數(shù)三參數(shù))對稱二端口對稱二端口 (二參數(shù)二參數(shù))3 3H H 參數(shù)矩陣特點參數(shù)矩陣特點例例 22212122121111UHIHIUHIHU22121URII 21/10HRR 1 I2 I+ + 1 U2 U R1 R21 I111IRU 16.3 16.3 二端口的等效電路二端口的等效電路 一個無源二端口網(wǎng)絡(luò)可以用一個簡單的二端口等效模一個無源二端口網(wǎng)絡(luò)可以用一個簡單的二端口等效模型來替代，要留意的是：型來替代，要留意的是：1等效條件：等效模型的方程與原二端

15、口網(wǎng)絡(luò)的方等效條件：等效模型的方程與原二端口網(wǎng)絡(luò)的方 程一樣；程一樣；2根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和方程可以得到構(gòu)造完全不同根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和方程可以得到構(gòu)造完全不同 的等效電路；的等效電路；3 3等效目的是為了分析方便。等效目的是為了分析方便。N+ + 1 U1 I2 I2 U1. Z 1. Z 參數(shù)表示的等效電路參數(shù)表示的等效電路 22212122121111IZIZUIZIZU方法一、直接由參數(shù)方程得到等效電路。方法一、直接由參數(shù)方程得到等效電路。1 I2 I+ + 1 U2 U Z22121 IZ+ 212 IZ+ Z11+ 11221)(IZZ 方法二：采用等效變換的方法。方法二：采用等效

16、變換的方法。)()( 2112112112121111IIZIZZIZIZU 112212122221122221212)()()( IZZIZZIIZIZIZU 1 I2 I+ + 1 U2 U1222ZZ 12Z Z11Z12假設(shè)網(wǎng)絡(luò)不含受控源，上圖變?yōu)榧僭O(shè)網(wǎng)絡(luò)不含受控源，上圖變?yōu)門型等效電路。型等效電路。2. Y 2. Y 參數(shù)表示的等效電路參數(shù)表示的等效電路 22212122121111UYUYIUYUYI方法一、直接由參數(shù)方程得到等效電路。方法一、直接由參數(shù)方程得到等效電路。1 I2 I+ + 1 U2 U Y11 Y22121 UY212 UY方法方法2 2：采用等效變換的方法。：

17、采用等效變換的方法。)()(2112112112121111UUYUYYUYUYI Y12+ + 1 U1 I2 I2 U Y11Y12 Y22+Y1211221)(UYY 2I 112212122212122221212)()()( UYYUYYUUYUYUYI 假設(shè)網(wǎng)絡(luò)不含受控源，上圖變?yōu)榧僭O(shè)網(wǎng)絡(luò)不含受控源，上圖變?yōu)樾偷刃щ娐?。型等效電路。留意留?1) (1) 一個二端口網(wǎng)絡(luò)在滿足一樣網(wǎng)絡(luò)方程的條件下，一個二端口網(wǎng)絡(luò)在滿足一樣網(wǎng)絡(luò)方程的條件下， 其等效電路模型不是獨一的；其等效電路模型不是獨一的；(2) (2) 假設(shè)網(wǎng)絡(luò)對稱那么等效電路也對稱。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)對稱那么等效電路也對稱。(3) (3) 型和型和T T 型等效電路可以互換，根據(jù)其它參數(shù)與型等效電路可以互換，根據(jù)其它參數(shù)與 Y Y、Z Z參數(shù)的