電路二端口網(wǎng)絡(luò)

第16章二端口（網(wǎng)絡(luò)）2.兩端口的等效電路重點(diǎn)3.兩端口的聯(lián)接1.兩端口的參數(shù)和方程4.兩端口的特性阻抗5.回轉(zhuǎn)器與負(fù)阻抗變換器116.1二端口概述在工程實(shí)際中，研究信號(hào)及能量的傳輸和信號(hào)變換時(shí)，經(jīng)常碰到如下形式的電路。放大器A濾波器RCC2三極管傳輸線變壓器n:131.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(guò)兩個(gè)端口連接時(shí)稱(chēng)此電路為二端口網(wǎng)絡(luò)。N+

u1i1i1i2i2+

u24二端口網(wǎng)絡(luò)與四端網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系二端口四端網(wǎng)絡(luò)Ni1i2i3i4N+

u1i1i1i2i2+

u25二端口的兩個(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1-1’

2-2’是二端口3-3’

4-4’不是二端口，是四端網(wǎng)絡(luò)Ni1i1i2i211’22’Ri1

i2

i33’44’63.研究二端口網(wǎng)絡(luò)的意義（1）兩端口應(yīng)用很廣，其分析方法易推廣應(yīng)用于n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(jìn)行分析；（3）僅研究端口特性時(shí)，可以用二端口網(wǎng)絡(luò)的電路模型進(jìn)行研究。4.分析方法（1）分析前提：討論初始條件為零的無(wú)源二端口網(wǎng)絡(luò)；（2）找出兩個(gè)端口的電壓、電流關(guān)系的獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)方程，這些方程通過(guò)一些參數(shù)來(lái)表示。7約定1.討論范圍線性

R、L、C、M與線性受控源不含獨(dú)立源2.參考方向如圖16.2二端口的參數(shù)和方程線性RLCM受控源i1i2i2i1u1+–u2+–8端口物理量4個(gè)i1u1i2u2端口電壓電流有六種不同的方程來(lái)表示，即可用六套參數(shù)描述二端口網(wǎng)絡(luò)。線性RLCM受控源i1i2i2i1u1+–u2+–91.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。N+

+

即：Y參數(shù)方程（1）Y參數(shù)方程10寫(xiě)成矩陣形式為：Y參數(shù)值由內(nèi)部參數(shù)及連接關(guān)系決定。Y參數(shù)矩陣.（2）Y參數(shù)的物理意義及計(jì)算和測(cè)定自導(dǎo)納轉(zhuǎn)移導(dǎo)納N+

11轉(zhuǎn)移導(dǎo)納自導(dǎo)納N+

Y→短路導(dǎo)納參數(shù)12

Yb+

+

Ya

Yc例1解求Y

參數(shù)。Y12=Y2113例2解求Y

參數(shù)。直接列方程求解

jL+

+

R143

6

3

5+

+

例解求Y

參數(shù)。為互易對(duì)稱(chēng)兩端口SUIYU33.0022221===&&&SUIU0667.0021Y121-===&&&Y12Y21152.Z

參數(shù)和方程N(yùn)+

+

將兩個(gè)端口各施加一電流源，則端口電壓可視為這些電流源的疊加作用產(chǎn)生。即：Z參數(shù)方程（1）Z參數(shù)方程16也可由Y參數(shù)方程即：得到Z參數(shù)方程。其中

=Y11Y22–Y12Y21其矩陣形式為17Z參數(shù)矩陣（2）Z參數(shù)的物理意義及計(jì)算和測(cè)定Z參數(shù)又稱(chēng)開(kāi)路阻抗參數(shù)轉(zhuǎn)移阻抗入端阻抗入端阻抗轉(zhuǎn)移阻抗N+

+

18例1

Zb+

+

Za

Zc求Z參數(shù)解法1解法2列KVL方程：19

Zb+

+

Za

Zc+

例2求Z參數(shù)解列KVL方程：20例2求Z、Y參數(shù)解

jL1+

+

R1

R2

jL2**

jM213.

T參數(shù)和方程定義：N+

+

T

參數(shù)也稱(chēng)為傳輸參數(shù)T參數(shù)矩陣注意符號(hào)（1）T參數(shù)和方程22（2）T參數(shù)的物理意義及計(jì)算和測(cè)定N+

+

開(kāi)路參數(shù)短路參數(shù)轉(zhuǎn)移導(dǎo)納轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移電壓比轉(zhuǎn)移電流比23例1n:1i1i2+

+

u1u2即24例2+

+

1

2

2

I1I2U1U22IID0U212=-==Ω4IUB0U212=-==S5.0UIC0I212===5.1UUA0I212===254.H

參數(shù)和方程H

參數(shù)也稱(chēng)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:26（2）H

參數(shù)的物理意義計(jì)算與測(cè)定開(kāi)路參數(shù)電壓轉(zhuǎn)移比入端阻抗短路參數(shù)輸入阻抗電流轉(zhuǎn)移比27例+

+

R1

R22816.3二端口的等效電路一個(gè)無(wú)源二端口網(wǎng)絡(luò)可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的二端口等效模型來(lái)代替，要注意的是：（1）等效條件：等效模型的方程與原二端口網(wǎng)絡(luò)的方程相同；（2）根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和方程可以得到結(jié)構(gòu)完全不同的等效電路；（3）等效目的是為了分析方便。29N+

+

1.Z參數(shù)表示的等效電路方法一、直接由參數(shù)方程得到等效電路。+

+

Z22+

+

Z1130+

方法2：采用等效變換的方法。+

+

Z11－Z12如果網(wǎng)絡(luò)是互易的，上圖變?yōu)門(mén)型等效電路。)((211211IIZZ&&)112IZ&++-=2121111IZIZU&&&+=112IZ&-+212IZ&-+112IZ&-+11221212222112)()()(IZZIZZIIZ&&&&-+-++=2221212IZIZU&&&+=312.Y參數(shù)表示的等效電路方法一、直接由參數(shù)方程得到等效電路。+

+

Y11

Y2232方法2：采用等效變換的方法。－Y12+

+

Y11＋Y12

Y22+Y12如果網(wǎng)絡(luò)是互易的，上圖變?yōu)?/p>

型等效電路。33注(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)一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)在滿足相同網(wǎng)絡(luò)方程的條件下，其等效電路模型不是唯一的；(3)若網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱(chēng)則等效電路也對(duì)稱(chēng)。(4)型和T型等效電路可以互換，根據(jù)其它參數(shù)與

Y、Z參