電路基礎第十二章

1、12.1 二端口網絡概述二端口網絡概述12.2 二端口網絡的方程和參數二端口網絡的方程和參數12.3 二端口網絡的等效電路二端口網絡的等效電路12.4 二端口網絡的連接二端口網絡的連接第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡12.5 二端口網絡的特性阻抗二端口網絡的特性阻抗12.6 二端口網絡的應用二端口網絡的應用第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院沈陽工學院唐朝仁沈陽工學院唐朝仁 1、二端口網絡的定義、二端口網絡的定義 2、二端口網絡的四種參數方程、二端口網絡的四種參數方程 3、二端口網絡的等效電路、二端口網絡的等效電路 4、二端口網絡的連接、二端口網絡的連接 5、二端口

2、網絡的特性阻抗、二端口網絡的特性阻抗 1、二端口網絡的四種參數方程、二端口網絡的四種參數方程 2、二端口網絡的等效電路、二端口網絡的等效電路重重 點點難難 點點第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院1、四端網絡、四端網絡 任何一個網絡，不論其內部結任何一個網絡，不論其內部結構如何，如果有四個端子與外電構如何，如果有四個端子與外電路相連接，則稱為四端網絡。路相連接，則稱為四端網絡。 12.1 二端口網絡概念二端口網絡概念2、二端口網絡、二端口網絡 四端網絡中，如果兩對端子四端網絡中，如果兩對端子的流入和流出的電流始終相等，的流入和流出的電流始終相等，則該網絡稱為二端口網絡。則

3、該網絡稱為二端口網絡。3、討論的二端口網絡的規(guī)定、討論的二端口網絡的規(guī)定 (1) 二端口網絡的一個端口接輸入信號稱為輸入二端口網絡的一個端口接輸入信號稱為輸入端口，用下標端口，用下標“1”表示；另一端口用于輸出信號表示；另一端口用于輸出信號稱為輸出端口，用下標稱為輸出端口，用下標“2”表示。表示。第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 (2) 二端口網絡由線性電阻、二端口網絡由線性電阻、電感、電容元件組成，不含有電感、電容元件組成，不含有獨立源，并且動態(tài)元件的初始獨立源，并且動態(tài)元件的初始狀態(tài)為零。狀態(tài)為零。 (3) 端口電壓和電流選取關聯(lián)的參考方向。端口電壓和電流選取關聯(lián)

4、的參考方向。第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院12.2.1 二端口網絡的阻抗參數二端口網絡的阻抗參數12.2 二端口網絡的方程和參數二端口網絡的方程和參數1、二端口網絡的、二端口網絡的Z參數方程和參數方程和Z參數參數 以端口電流以端口電流 為自變量為自變量21II、2121111IZIZU2221212IZIZU 上式稱為開路阻抗參數方程，也稱為上式稱為開路阻抗參數方程，也稱為Z參數方程。參數方程。 Z11、Z12、Z21和和Z22稱為二端口網絡的稱為二端口網絡的Z參數。參數。第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院Z參數方程的矩陣形式表示參數方程的矩

5、陣形式表示二端口網絡的二端口網絡的Z參數矩陣參數矩陣21212221121121IIZIIZZZZUU22211211ZZZZZ第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院2、 Z參數的求法及物理意義參數的求法及物理意義1) Z參數的求法參數的求法 利用利用Z參數方程，通過兩個參數方程，通過兩個端口分別開路的狀態(tài)下求出，因此端口分別開路的狀態(tài)下求出，因此Z參數又稱為開參數又稱為開路參數。路參數。 (1) 參數參數Z11和和Z21 如果端口如果端口 開路時開路時011112|IIUZ012212|IIUZ22 第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 (2) 參數

6、參數Z12和和Z22 如果端口如果端口 開路時開路時11 021121|IIUZ022221|IIUZ2) Z參數的物理意義參數的物理意義 Z11表示輸出口開路時的輸入阻抗；表示輸出口開路時的輸入阻抗； Z21表示輸出口開路時的正向轉移阻抗；表示輸出口開路時的正向轉移阻抗； Z12表示輸入口開路時的反向轉移阻抗；表示輸入口開路時的反向轉移阻抗； Z22表示輸入口開路時的輸出阻抗。表示輸入口開路時的輸出阻抗。第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院3) 對稱二端口網絡對稱二端口網絡 當二端口網絡內不存在受當二端口網絡內不存在受控源時，正向轉移阻抗控源時，正向轉移阻抗Z21與與反

7、向轉移阻抗反向轉移阻抗Z12相等。相等。 如果二端口網絡除了有如果二端口網絡除了有 外，還有外，還有 ，這種網絡被稱為對稱二端口網絡。這種網絡被稱為對稱二端口網絡。 特點：此時把二端口網絡的兩個端口互換后與外特點：此時把二端口網絡的兩個端口互換后與外電路連接，其外特性完全一樣。電路連接，其外特性完全一樣。 結構上對稱的網絡一定是對稱二端口網絡；結構上對稱的網絡一定是對稱二端口網絡； 對稱二端口網絡并不一定結構上對稱。對稱二端口網絡并不一定結構上對稱。2112ZZ2112ZZ2211ZZ第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例1：電阻網絡如圖，已知：電阻網絡如圖，已知R2=

8、R4=2，R1=0.5，R3=1.5，試求該二端口網絡的，試求該二端口網絡的Z參數。參數。解：解：將端口將端口22開路，在端口開路，在端口11外外加電流源加電流源 將端口將端口11開路，在端口開路，在端口22外加電流源外加電流源1I)( 4)(|32113211011112RRRIRRRIIUZI)( 2|2121012212RIRIIUZI2I)( 2|2222021121RIRIIUZI第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例1：電阻網絡如圖，已知：電阻網絡如圖，已知R2=R4=2，R1=0.5，R3=1.5，試求該二端口網絡的，試求該二端口網絡的Z參數。參數。解：解

9、： 由于由于 ， ，該網絡是對稱二端口網，該網絡是對稱二端口網絡。絡。242202222)(|1IRRIIUZI)( 442RR2211ZZ2112ZZ第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例2：電阻網絡如圖，試求該二端口網絡的：電阻網絡如圖，試求該二端口網絡的Z參數。參數。解：解：將端口將端口22開路，在端口開路，在端口11外加電流源外加電流源1ICjRICjRIIUZI1)1(|11011112CjICjIIUZI11|11012212第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例2：電阻網絡如圖，試求該二端口網絡的：電阻網絡如圖，試求該二端口網絡的Z

10、參數。參數。解：解：將端口將端口11開路，在端口開路，在端口22外加電流源外加電流源2ICjICjIIUZI11|22021121CjLjICjLjIIUZI1)1(|22022221第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院12.2.2 二端口網絡的導納參數二端口網絡的導納參數1、二端口網絡的、二端口網絡的Y參數方程和參數方程和Y參數參數 以端口電壓以端口電壓 為自為自變量變量 上式稱為短路導納參數方程，也稱為上式稱為短路導納參數方程，也稱為Y參數方程。參數方程。 Y11、Y12、Y21和和Y22稱為二端口網絡的稱為二端口網絡的Y參數。參數。21UU、2121111UYUYI

11、2221212UYUYI第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院Y參數方程的矩陣形式表示參數方程的矩陣形式表示二端口網絡的二端口網絡的Y參數矩陣參數矩陣21212221121121UUYUUYYYYII22211211YYYYY第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院2、 Y參數的求法及物理意義參數的求法及物理意義1) Y參數的求法參數的求法 利用利用Y參數方程，通過兩參數方程，通過兩個端口分別短路的狀態(tài)下求出，因此個端口分別短路的狀態(tài)下求出，因此Y參數又稱為參數又稱為短路參數。短路參數。 (1) 參數參數Y11和和Y21 如果端口如果端口 短路時短路時22

12、 011112|UUIY012212|UUIY2121111UYUYI2221212UYUYI第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 (2) 參數參數Y12和和Y22 如果端口如果端口 短路時短路時11 2) Y參數的物理意義參數的物理意義 Y11表示輸出口短路時的輸入導納；表示輸出口短路時的輸入導納； Y21表示輸出口短路時的正向轉移導納；表示輸出口短路時的正向轉移導納； Y12表示輸入口短路時的反向轉移導納；表示輸入口短路時的反向轉移導納； Y22表示輸入口短路時的輸出導納。表示輸入口短路時的輸出導納。021121|UUIY022221|UUIY2121111UYUYI

13、2221212UYUYI第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院3) 對稱二端口網絡對稱二端口網絡 當二端口網絡內不存在受當二端口網絡內不存在受控源時，正向轉移導納控源時，正向轉移導納Y21與與反向轉移導納反向轉移導納Y12相等。相等。 如果二端口網絡除了有如果二端口網絡除了有 外，還有外，還有 ，這種網絡被稱為對稱二端口網絡。這種網絡被稱為對稱二端口網絡。2112YY2112YY2211YY 4) 開路參數開路參數Z和短路參數和短路參數Y的關系的關系 它們互為逆矩陣。它們互為逆矩陣。12221121122211211ZZZZYYYY 1 ZY第十二章第十二章 二端口網絡二端

14、口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例3：電路如圖，試求該二端口網絡的：電路如圖，試求該二端口網絡的Y參數。參數。解：解：將端口將端口22短路短路1011111|2LjCjUIYUCjUIYU012212|將端口將端口11短路短路CjUIYU021121|2022221|1LjCjUIYU第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院12.2.3 二端口網絡的傳輸參數二端口網絡的傳輸參數1、二端口網絡的、二端口網絡的T參數方程和參數方程和T參數參數 以端口電流以端口電流 為自變量為自變量 上式稱為傳輸參數方程，也稱為上式稱為傳輸參數方程，也稱為T參數方程。參數方程。 A、B、C和和D稱為二

15、端口網絡的稱為二端口網絡的T參數。參數。22IU、221IBUAU221IDUCI第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院T參數方程的矩陣形式表示參數方程的矩陣形式表示二端口網絡的二端口網絡的T參數矩陣參數矩陣222211IUTIUDCBAIUDCBAT第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院2、 T參數的求法及物理意義參數的求法及物理意義1) T參數的求法參數的求法 利用利用T參數方程，通過端口參數方程，通過端口22分別開路和短路的狀態(tài)下求出。分別開路和短路的狀態(tài)下求出。 (1) 參數參數A和和C 如果端口如果端口 開路時開路時22 0212|IUUA02

16、12|IUIC221IBUAU221IDUCI第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 (2) 參數參數B和和D 如果端口如果端口 短路時短路時22 2) T參數的物理意義參數的物理意義 A表示輸出口開路時的輸入電壓和輸出電壓之比；表示輸出口開路時的輸入電壓和輸出電壓之比； B表示輸出口短路時的轉移阻抗；表示輸出口短路時的轉移阻抗； C表示輸出口開路時的轉移導納；表示輸出口開路時的轉移導納； D表示輸出口短路時的輸入電流和輸出電流之比。表示輸出口短路時的輸入電流和輸出電流之比。0212|UIUB0212|UIID221IBUAU221IDUCI第十二章第十二章 二端口網絡二端

17、口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例4：電路如圖，試求該二端口網絡的：電路如圖，試求該二端口網絡的T參數矩陣。參數矩陣。解：解：將端口將端口22開路開路131310212|URRRUUUAISRIRIUICI25. 0411|313102125 . 146331RRR第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例4：電路如圖，試求該二端口網絡的：電路如圖，試求該二端口網絡的T參數矩陣。參數矩陣。解：解：將端口將端口22短路短/(|2IRRRIRRRIUBU5 . 1442|332132310212RRRIRRRIIIDU542442422第十二章第十二章 二

18、端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例4：電路如圖，試求該二端口網絡的：電路如圖，試求該二端口網絡的T參數矩陣。參數矩陣。解：解：T參數矩陣為參數矩陣為5 . 125. 055 . 1T第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例5：理想變壓器如圖，試求其：理想變壓器如圖，試求其T參數矩陣。參數矩陣。解：解：根據理想變壓器的伏安特性根據理想變壓器的伏安特性列出方程為列出方程為21UKU211IKI 與與T參數方程比較，參數方程比較，KKT100221IBUAU221IDUCI可得到可得到T參數矩陣為參數矩陣為第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院12.

19、2.4 二端口網絡的混合參數二端口網絡的混合參數1、二端口網絡的、二端口網絡的H參數方程和參數方程和H參數參數 以端口電流以端口電流 為自變量為自變量 上式稱為混合參數方程，也稱為上式稱為混合參數方程，也稱為H參數方程。參數方程。 H11、H12、H21和和H22稱為二端口網絡的稱為二端口網絡的H參數。參數。12IU、2121111UHIHU2221212UHIHI第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院H參數方程的矩陣形式表示參數方程的矩陣形式表示二端口網絡的二端口網絡的H參數矩陣參數矩陣12122221121121IUHIUHHHHIU22211211HHHHH第十二章第

20、十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院2、 H參數的求法及物理意義參數的求法及物理意義1) H參數的求法參數的求法 利用利用H參數方程，通過端口參數方程，通過端口22短路和端口短路和端口11開路的狀態(tài)下求出。開路的狀態(tài)下求出。 (1) 參數參數H11和和H21 如果端口如果端口 短路時短路時22 011112|UIUH012212|UIIH2121111UHIHU2221212UHIHI第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 (2) 參數參數H12和和H22 如果端口如果端口 開路時開路時11 2) H參數的物理意義參數的物理意義 H11表示輸出口短路時的輸入阻抗

21、；表示輸出口短路時的輸入阻抗； H21表示輸出口短路時的正向電流增益；表示輸出口短路時的正向電流增益； H12表示輸入口開路時的反向電壓增益；表示輸入口開路時的反向電壓增益； H22表示輸入口開路時的輸出導納。表示輸入口開路時的輸出導納。021121|IUUH022221|IUIH2121111UHIHU2221212UHIHI第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例6：電路如圖，試求該二端口網絡的：電路如圖，試求該二端口網絡的H參數矩陣。參數矩陣。解：解：將端口將端口22短路短路)( 99|11011112UUIUHU25. 041|11012212IIIIHU第十二章

22、第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例6：電路如圖，試求該二端口網絡的：電路如圖，試求該二端口網絡的H參數矩陣。參數矩陣。解：解：將端口將端口11開路開路25. 041|22021121UUUUHISUUUIHI104. 04855/48|22022221第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 無源線性二端口網絡不含受控源的情況下，可以無源線性二端口網絡不含受控源的情況下，可以用三個阻抗元件的等效電路進行替代，最簡單的二用三個阻抗元件的等效電路進行替代，最簡單的二端口網絡有端口網絡有T形和形和形兩種形式。形兩種形式。12.3 二端口網絡的等效電路二端口網絡的

23、等效電路12.3.1 二端口網絡的二端口網絡的Z參數等效電路參數等效電路 二端口網絡的二端口網絡的Z參數方程為參數方程為 Z參數的等效電路有兩種。參數的等效電路有兩種。2121111IZIZU2221212IZIZU第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院1、雙受控源的、雙受控源的Z參數等效電路參數等效電路 直接由參數方程畫出滿足直接由參數方程畫出滿足Z參數方程的等效電路。參數方程的等效電路。為含有兩個受控源的電路。為含有兩個受控源的電路。 2、Z參數的參數的T形等效電路形等效電路 雙受控源的雙受控源的Z參數等效電路不是最簡單的等效電參數等效電路不是最簡單的等效電路，最簡單的

24、是路，最簡單的是T形等效電路。形等效電路。2121111IZIZU2221212IZIZU第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 (1) 若滿足若滿足Z12=Z21時時 Z12是互阻抗是互阻抗 T形等效電路。形等效電路。2121111IZIZU2221122IZIZU)()(2112112112121111IIZIZZIZIZU2122221122221122)()(IZZIIZIZIZU第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 (2) 若不滿足若不滿足Z12=Z21時，電路中含有受控源時，電路中含有受控源 含有受控源的含有受控源的T形等效電路。形等效電路

25、。)()(2112112112121111IIZIZZIZIZU112212122221122221212)()()(IZZIZZIIZIZIZU第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例7：電路如圖，畫出其：電路如圖，畫出其T形等效電路。形等效電路。 解：求解：求Z參數。參數。 將端口將端口11開路。開路。)( 6 . 9)636)63(66(|11011112IIIUZI)( 4 . 26156|11012212IIIUZI)( 4 . 26156|22021121IIIUZI 將端口將端口22開路。開路。第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例7

26、：電路如圖，畫出其：電路如圖，畫出其T形等效電路。形等效電路。)( 6 . 911Z)( 4 . 221Z)( 4 . 212Z)(6 . 6)96963(|22022221IIIUZI T形等效電路為形等效電路為)(4 . 22 . 7)()(2112112112112121111IIIIIZIZZIZIZU22121222211222211222 . 4)(4 . 2)()(IIIIZZIIZIZIZU由于有由于有Z12=Z21第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院12.3.2 二端口網絡的二端口網絡的Y參數等效電路參數等效電路 二端口網絡的二端口網絡的Y參數方程為參數

27、方程為 Y參數的等效電路有兩種。參數的等效電路有兩種。2121111UYUYI2221212UYUYI1、雙受控源的、雙受控源的Y參數等效電路參數等效電路 直接由參數方程畫出滿足直接由參數方程畫出滿足Y參數方程的等效電路。參數方程的等效電路。為含有兩個受控源的電路。為含有兩個受控源的電路。第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院2、Y參數的參數的形等效電路形等效電路 雙受控源的雙受控源的Y參數等效電路不是最簡單的等效電參數等效電路不是最簡單的等效電路，最簡單的是路，最簡單的是形等效電路。形等效電路。 (1) 若滿足若滿足Y12=Y21時時)()(211211211212111

28、1UUYUYYUYUYI)()(1222212222221122UUYUYYUYUYI 形等效電路。形等效電路。第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 (2) 若不滿足若不滿足Y12=Y21時，電路中含有受控源時，電路中含有受控源 含有受控源的含有受控源的形等效電路。形等效電路。)()(2112112112121111UUYUYYUYUYI112211212212222221212)()()(UYYUUYUYYUYUYI第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例8：有一個二端口網絡，其：有一個二端口網絡，其Z參數矩陣為參數矩陣為試畫出其試畫出其T形等效電

29、路。形等效電路。解：由于解：由于Z12=Z21，二端口網絡的，二端口網絡的Z參數方程為參數方程為變換變換4226Z21126IIU21242IIU)(241211IIIU22122)(2IIIUT形等效電路形等效電路第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 一個復雜的二端口網絡可以看成是由若干個簡單一個復雜的二端口網絡可以看成是由若干個簡單的二端口網絡連接而成。的二端口網絡連接而成。 其中簡單的二端口網絡稱為子網絡，由子網絡組其中簡單的二端口網絡稱為子網絡，由子網絡組成的復雜的二端口網絡稱為復合二端口網絡。成的復雜的二端口網絡稱為復合二端口網絡。12.4 二端口網絡的連接二端

30、口網絡的連接 二端口網絡基本的連接方式有串聯(lián)、并聯(lián)和級聯(lián)。二端口網絡基本的連接方式有串聯(lián)、并聯(lián)和級聯(lián)。 有效有效連接：所謂二端口網絡的有效連接是指組成連接：所謂二端口網絡的有效連接是指組成復合二端口網絡的各個子網絡都必須同時滿足端口復合二端口網絡的各個子網絡都必須同時滿足端口條件（即二端口網絡兩個端口流入一端鈕的電流等條件（即二端口網絡兩個端口流入一端鈕的電流等于流出另一端鈕的電流），復合二端口網絡同樣要于流出另一端鈕的電流），復合二端口網絡同樣要滿足端口滿足端口條件。條件。第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院12.4.1 二端口網絡的串聯(lián)二端口網絡的串聯(lián) 二端口網絡是串

31、聯(lián)，流過兩二端口網絡是串聯(lián)，流過兩個二端口網絡的電流相等，有個二端口網絡的電流相等，有 二端口網絡二端口網絡N1和和N2的的Z矩陣矩陣分別是分別是Z1和和Z2111III 222III 21121IIZUU 21221IIZUU第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 復合二端口網絡復合二端口網絡N有有 復合二端口網絡復合二端口網絡N的的Z矩陣為矩陣為 二端口網絡的串聯(lián)是有效串聯(lián)時，串聯(lián)二端口網二端口網絡的串聯(lián)是有效串聯(lián)時，串聯(lián)二端口網絡的開路阻抗矩陣等于各個二端口網絡開路阻抗矩絡的開路阻抗矩陣等于各個二端口網絡開路阻抗矩陣之和。陣之和。 212211212121IIZIIZ

32、UUUUUU212121)(IIZIIZZ21ZZZ第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例9：二端口網絡：二端口網絡N1和和N2如圖所示。試求：如圖所示。試求：(1) 兩兩個二端口網絡的個二端口網絡的Z參數；參數；(2)如果把兩個二端口網絡如果把兩個二端口網絡串聯(lián)起來，求串聯(lián)后的二端口網絡的串聯(lián)起來，求串聯(lián)后的二端口網絡的Z參數；參數；(3) 驗驗證證Z=Z1+Z2是否成立，說明原因。是否成立，說明原因。解：解： (1) 二端口網絡二端口網絡N1的的Z參數參數Z參數矩陣參數矩陣2212111)2(IRIRRU2211212)2(IRRIRU212221122RRRRRR

33、Z第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例9：二端口網絡：二端口網絡N1和和N2如圖所示。試求：如圖所示。試求：(1) 兩兩個二端口網絡的個二端口網絡的Z參數；參數；(2)如果把兩個二端口網絡如果把兩個二端口網絡串聯(lián)起來，求串聯(lián)后的二端口網絡的串聯(lián)起來，求串聯(lián)后的二端口網絡的Z參數；參數；(3) 驗驗證證Z=Z1+Z2是否成立，說明原因。是否成立，說明原因。解：解： 二端口網絡二端口網絡N2的的Z參數參數Z參數矩陣參數矩陣2414321)2(IRIRRU2431422)2(IRRIRU434443222RRRRRRZ第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院

34、院例例9：二端口網絡：二端口網絡N1和和N2如圖所示。試求：如圖所示。試求： (2)如如果把兩個二端口網絡串聯(lián)起來，求串聯(lián)后的二端口果把兩個二端口網絡串聯(lián)起來，求串聯(lián)后的二端口網絡的網絡的Z參數；參數；解：解： 串聯(lián)后二端口網絡串聯(lián)后二端口網絡N的的Z參數參數整理整理2431213431211)2()2(IRRRRIRRRRRRU2343121143122)2()2(IRRRRRRIRRRRU23142142311)2()(23IRRRRIRRRRU24231131422)(23)2(IRRRRIRRRRU第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例9：二端口網絡：二端口網絡

35、N1和和N2如圖所示。試求：如圖所示。試求： (2)如如果把兩個二端口網絡串聯(lián)起來，求串聯(lián)后的二端口果把兩個二端口網絡串聯(lián)起來，求串聯(lián)后的二端口網絡的網絡的Z參數；參數；(3) 驗證驗證Z=Z1+Z2是否成立，說明原因是否成立，說明原因。解：解： Z參數矩陣為參數矩陣為 (3) 驗證驗證Z=Z1+Z2?4231314231424231)(2322)(23RRRRRRRRRRRRRRRRZ42314242423121)(2)(2RRRRRRRRRRRRZZZ Z1+Z2 不是有效串聯(lián)。不是有效串聯(lián)。第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院12.4.2 二端口網絡的并聯(lián)二端口網絡

36、的并聯(lián) 二端口網絡二端口網絡N1的的Y參數方程的矩陣形式參數方程的矩陣形式端口電流方程為端口電流方程為111III 222III 211212221121121UUYUUYYYYII 二端口網絡二端口網絡N2的的Y參數方程的矩陣形式參數方程的矩陣形式 212212221121121UUYUUYYYYII第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 復合二端口網絡復合二端口網絡NY參數方程參數方程的矩陣形式的矩陣形式 二端口并聯(lián)網絡二端口并聯(lián)網絡N的的Y參數矩陣為參數矩陣為111UUU 222UUU 212121IIIIII 21212121222112112122211211)(

37、UUYUUYYUUYYYYUUYYYY21YYY第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例10：二端口網絡如圖所示，已知：二端口網絡如圖所示，已知R1=2，R2=4。試求該電路的試求該電路的Y參數矩陣。參數矩陣。解：將圖所示的二端口網絡視為解：將圖所示的二端口網絡視為兩個二端口網絡兩個二端口網絡N1和和N2的并聯(lián)。的并聯(lián)。(1) 二端口網絡二端口網絡N1、N2的的Y參數參數矩陣矩陣2121111242IIIRIRU2121112422IIIRIRU二端口網絡二端口網絡N1的的Z參數矩陣為參數矩陣為42241Z第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例10

38、：二端口網絡如圖所示，已知：二端口網絡如圖所示，已知R1=2，R2=4。試求該電路的試求該電路的Y參數矩陣。參數矩陣。解：二端口網絡解：二端口網絡N1的的Y參數矩陣為參數矩陣為二端口網絡二端口網絡N2的的Y參數矩陣為參數矩陣為31616131111ZY631121121612Y第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例10：二端口網絡如圖所示，已知：二端口網絡如圖所示，已知R1=2，R2=4。試求該電路的試求該電路的Y參數矩陣。參數矩陣。解：解：(2) 二端口網絡總的二端口網絡總的Y參數矩陣為參數矩陣為2141412161121121613161613121YYY第十二章第

39、十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院12.4.3 二端口網絡的級聯(lián)二端口網絡的級聯(lián) 二端口網絡二端口網絡N1的傳輸方程的矩陣形式為的傳輸方程的矩陣形式為 二端口網絡的級聯(lián)是二端口網絡的級聯(lián)是將后一級的輸入與前一將后一級的輸入與前一級的輸出相連接級的輸出相連接 二端口網絡二端口網絡N2的傳輸方程的矩陣形式為的傳輸方程的矩陣形式為22111111IUDCBAIU 22222211IUDCBAIU第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院由于由于 兩個二端口網絡級聯(lián)的兩個二端口網絡級聯(lián)的T參數矩陣等于兩個二端參數矩陣等于兩個二端口網絡口網絡T參數矩陣的乘積參數矩陣的乘積1

40、2UU 12II 222222111111IUDCBADCBAIU222221IUTIUTT21TTT nTTTT21第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例11：二端口網絡如圖。試求該電路的：二端口網絡如圖。試求該電路的T參數矩陣。參數矩陣。解：把如圖所示的二端口網絡解：把如圖所示的二端口網絡視為三個二端口網絡視為三個二端口網絡N1、N2、N3的級聯(lián)。三個簡單二端口網的級聯(lián)。三個簡單二端口網絡的絡的T參數矩陣分別為參數矩陣分別為 復合二端口網絡的復合二端口網絡的T參數矩陣為參數矩陣為10111RTKKT1002110123RT；KKRKRKRRKRKKRTTTT1111

41、01100101212121321第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院1、特性阻抗、特性阻抗12.5 二端口網絡的特性阻抗二端口網絡的特性阻抗 設端口輸入阻抗為設端口輸入阻抗為Zin，輸，輸出阻抗為出阻抗為Zout，則在負載，則在負載ZL或或電源內阻電源內阻ZS分別為分別為0和和時時(即端口分別為短路和開即端口分別為短路和開路時路時)，定義特性阻抗為。，定義特性阻抗為。 ZC1稱為二端口網絡輸入口特性阻抗。稱為二端口網絡輸入口特性阻抗。 ZC2稱為二端口網絡輸出口特性阻抗。稱為二端口網絡輸出口特性阻抗。ininCZZZ01 02outoutCZZZ第十二章第十二章 二端口

42、網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院 短路與開路輸入、輸出阻抗短路與開路輸入、輸出阻抗的定義為的定義為 如果二端口網絡的傳輸參數如果二端口網絡的傳輸參數A、B、C、D已知，已知，則特性阻抗為則特性阻抗為00|LZininZZLZininZZ|00|SZoutoutZZSZoutoutZZ|，CDABZZZininC01ACBDZZZoutoutC 02 第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院2、對稱二端口網絡的特性阻抗、對稱二端口網絡的特性阻抗 對于對稱二端口網絡的對于對稱二端口網絡的T參數中的參數中的A=D (1) 二端口網絡輸出端口匹配：若滿足二端口網絡輸出端口匹配：若滿

43、足ZL=ZC2，則稱為輸出端口匹配，且有則稱為輸出端口匹配，且有Zin=ZC1，即此情況下二，即此情況下二端口網絡輸入電阻就等于輸入特性阻抗。端口網絡輸入電阻就等于輸入特性阻抗。 (2) 二端口網絡輸入端口匹配：若滿足二端口網絡輸入端口匹配：若滿足ZS=ZC1，則稱為輸入端口匹配，且有則稱為輸入端口匹配，且有Zout=ZC2，即此情況下，即此情況下二端口網絡輸出電阻就等于輸出特性阻抗。二端口網絡輸出電阻就等于輸出特性阻抗。 (3) 二端口網絡全匹配：若同時滿足二端口網絡全匹配：若同時滿足ZS=ZC1和和ZL=ZC2，則稱為二端口網絡全匹配。，則稱為二端口網絡全匹配。CBZZCC213、二端口網

44、絡端口阻抗匹配二端口網絡端口阻抗匹配第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院例例12：二端口網絡如圖。試求二端口網絡的特性阻抗。：二端口網絡如圖。試求二端口網絡的特性阻抗。解：解： (1) 當輸出端短路和開路時當輸出端短路和開路時(2) 當輸入端短路和開路時當輸入端短路和開路時；)( 9010060)100(6060|00jjjjjjZZLZinin)( 16010060|jjjZZLZinin)( 120)160(9001jjZZZininC)( 5 .2210060)100)(60(60|00jjjjjjZZSZoutout第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈

45、陽工學院院解：解：；)( 4010060|jjjZZSZoutout)( 30)40(5 .22 02jjZZZoutoutC例例12：二端口網絡如圖。試求二端口網絡的特性阻抗。：二端口網絡如圖。試求二端口網絡的特性阻抗。第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院12.6.1 阻抗匹配電路阻抗匹配電路12.6 二端口網絡的應用二端口網絡的應用 在無線電傳輸系統(tǒng)中，常會遇到負載阻抗與信號在無線電傳輸系統(tǒng)中，常會遇到負載阻抗與信號源電路所需的負載阻抗不相等的情況，如果把它們源電路所需的負載阻抗不相等的情況，如果把它們直接連接在一起，由于連接端口之間不匹配，使整直接連接在一起，由于連接端口之間不匹配，使整個系統(tǒng)得不到最大功率輸出，而且還會引起其它各個系統(tǒng)得不到最大功率輸出，而且還會引起其它各種問題。為此就需要設計一個二端口電路，連接在種問題。為此就需要設計一個二端口電路，連接在信號源與負載之間。信號源與負載之間。 這個二端口電路的作用這個二端口電路的作用是把實際負載阻抗轉換成是把實際負載阻抗轉換成信號源所需要的負載阻抗，信號源所需要的負載阻抗，從而獲得阻抗匹配。這種從而獲得阻抗匹配。這種阻抗變換電路稱為阻抗匹配電路。阻抗變換電路稱為阻抗匹配電路。第十二章第十二章 二端口網絡二端口網絡沈陽工學沈陽工學院院12.6.2 均勻傳輸線及其特性阻抗均勻