第10章二端口网络.ppt

本章讨论二端口网络的特性及分析方本章讨论二端口网络的特性及分析方法，介绍二端口网络的方程和参数、二法，介绍二端口网络的方程和参数、二端口网络的等效电路及其级联。端口网络的等效电路及其级联。第10章 二端口网络教学要求：理解端口的定义和二端口网络的概念；理解二端口网络的四套参数：Z、Y、H、T；掌握由参数定义求二端口网络参数的方法。10.3.1 10.3.1 二端口网络的方程和参数二端口网络的方程和参数在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时，在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时，经常碰到如下形式的电路。经常碰到如下形式的电路。放大器放大器A滤波器滤波器RCC三极管三极管传输线传输线变压器变压器n:1 端口端口 (port)端口由一对端钮构成，且满足端口由一对端钮构成，且满足如下端口条件：从一个端钮流如下端口条件：从一个端钮流入的电流等于从另一个端钮流入的电流等于从另一个端钮流出的电流。出的电流。N+u1i1i1 二端口二端口（two-port)当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路为二端口网络。为二端口网络。N+u1i1i1i2i2+u2 二端口网络与四端网络的关系二端口网络与四端网络的关系二端口二端口四端网络四端网络 Ni1i2i3i4N+u1i1i1i2i2+u2 研究二端口网络的意义研究二端口网络的意义（1）二端口应用很广，其分析方法易推广应用于）二端口应用很广，其分析方法易推广应用于n端口网络；端口网络；（2 2）大网络可以分割成许多子网络（二端口）进行分析；）大网络可以分割成许多子网络（二端口）进行分析；4.4.分析方法分析方法（1）分析前提：讨论初始条件为零的无源二端口网络；）分析前提：讨论初始条件为零的无源二端口网络；（2）找出两个端口的电压、电流关系的独立网络方）找出两个端口的电压、电流关系的独立网络方 程，这些方程通过一些参数来表示。程，这些方程通过一些参数来表示。约定约定1.1.讨论范围讨论范围线性线性 R、L、C、M与线性受控源与线性受控源不含独立源不含独立源2.2.参考方向如图参考方向如图线性线性RLCM受控源受控源i1i2i2i1u1+u2+端口物理量端口物理量4个个i1u1i2u2端口电压电流有六种不同的方程来表示，即可用六套端口电压电流有六种不同的方程来表示，即可用六套参数描述二端口网络。参数描述二端口网络。2121uuii线性线性RLCM受控源受控源i1i2i2i1u1+u2+2211iuiu2121uiiu2121iiuu1.Y 参数和方程参数和方程采用相量形式采用相量形式(正弦稳态正弦稳态)。将两个端口各施加一电。将两个端口各施加一电压源，则端口电流可视为这些电压源的叠加作用产生。压源，则端口电流可视为这些电压源的叠加作用产生。N+1 U1 I2 I2 U 即：即：22212122121111UYUYIUYUYIY 参数方程参数方程（1 1）Y参数方程参数方程写成矩阵形式为：写成矩阵形式为：212221121121UUYYYYII 22211211YYYYYY参数值由端口内部参数及连接关系决定。参数值由端口内部参数及连接关系决定。Y 参数矩阵参数矩阵.（2 2）Y参数的物理意义及计算和测定参数的物理意义及计算和测定012210111122 UUUIYUIY输入导纳或输入导纳或驱动点导纳驱动点导纳转移导纳转移导纳N+1 U1 I2 I022220211211 UUUIYUIY转移导纳转移导纳N+1 I2 I2 UY 短路导纳参数短路导纳参数输入导纳或输入导纳或驱动点导纳驱动点导纳 Yb+1 U1 I2 I2 U Ya Yc例例1 1ba011112YYUIYU b012212YUIYU 解解02 Ucb0U2222b0U2112YYUIYYUIY11 求求Y 参数。参数。01 U例例2 22121111)11(ULjULjRjUURUI 解解求求Y 参数。参数。直接列方程求解直接列方程求解 j L+1 U1 I2 I2 U R1 Ug2112121)1(ULjULjgLjUUUgI LjLjgLjLjRY 11111Ljg 1YY02112 上例中，上例中，Ya=Yc=Y 时，时，Y11=Y22=Y+Yb对称二端口只有两个参数是独立的。对称二端口只有两个参数是独立的。（）（）对称二端口对称二端口 ,YY ,YY 22112112 还还满满足足外外除除 对称二端口对称二端口2.2.Z Z 参数和方程参数和方程N+1 U1 I2 I2 U将两个端口各施加一电流源，则端口电压可视为这将两个端口各施加一电流源，则端口电压可视为这些电流源的叠加作用产生。些电流源的叠加作用产生。即：即：22212122121111IZIZUIZIZUZ 参数方程参数方程（1 1）Z 参数方程参数方程 22211211ZZZZZ012210111122 IIIUZIUZZ 参数矩阵参数矩阵（2 2）Z 参数的物理意义及计算和测定参数的物理意义及计算和测定022220211211 IIIUZIUZZ参数又称开路阻抗参数参数又称开路阻抗参数转移阻抗转移阻抗输入阻抗或输入阻抗或驱动点阻抗驱动点阻抗输入阻抗或输入阻抗或驱动点阻抗驱动点阻抗转移阻抗转移阻抗N+1 U1 I2 I2 U 1 YZba011112ZZIUZI b021121ZIUZI b012212ZIUZI cb022221ZZIUZI 例例1 Zb+1 U1 I2 I2 U Za Zc求求Z参数参数解法解法1解法解法2列列KVL方程：方程：212122212111)()()()(IZZIZIIZIZUIZIZZIIZIZUcbbbcbbaba Zb+1 U1 I2 I2 U Za Zc+1 IZ例例2求求Z参数参数解解列列KVL方程：方程：212111)()(IZIZZIIZIZUbbaba 2112122)()()(IZZIZZIZIIZIZUcbbbc cbbbbaZZZZZZZZ3.3.传输（传输（T）参数和方程参数和方程 221221IDUCIIBUAU定义：定义：N+1 U1 I2 I2 UT 参数也称为传输参数参数也称为传输参数 2211 IUTIU DCBATT 参数矩阵参数矩阵注意符号注意符号（1 1）T 参数和方程参数和方程0212 IUUA0212 UIUB0212 IUIC0212 UIID 221221IDUCIIBUAU（2 2）T 参数的物理意义及计算和测定参数的物理意义及计算和测定N+1 U1 I2 I2 U开路参数开路参数短路参数短路参数转移导纳转移导纳转移阻抗转移阻抗转移电压比转移电压比转移电流比转移电流比例例+1 2 2 I1I2U1U22IID 4IUBS 5.0UIC 5.1UUA0U210U210I210I212222 4.混合（混合（H）参数和方程参数和方程H 参数也称为混合参数，常用于晶体管等效电路。参数也称为混合参数，常用于晶体管等效电路。(1)H 参数和方程参数和方程 22212122121111UHIHIUHIHU矩阵形式矩阵形式:21212221121121UIUIHHHHIUH（2）H 参数的物理意义计算与测定参数的物理意义计算与测定011112 UIUH021121 IUUH012212 UIIH022221 IUIH 22212122121111UHIHIUHIHU开路参数开路参数电压转移比电压转移比输入导纳输入导纳 短路参数短路参数输入阻抗输入阻抗电流转移比电流转移比例例 22212122121111UHIHIUHIHU22121URII 21/10HRR 1 I2 I+1 U2 U R1 R21 I111IRU 10.3.3 10.3.3 二端口的联接二端口的联接 一个复杂二端口网络可以看作是由若干简单的二端一个复杂二端口网络可以看作是由若干简单的二端口口 按某种方式联接而成，这将使电路分析得到简化；按某种方式联接而成，这将使电路分析得到简化；1.1.级联级联(链联链联)T+1 I2 I2 U1 U+1 I1 U+2 I2 UTT+1 I 2 I 2 U 1 U2.2.并联并联Y+1 I2 I2 U1 U+1 I1 U+2 I2 UY+1 I 2 I 2 U 1 U并联联接方式如下图。并联采用并联联接方式如下图。并联采用Y 参数方便。参数方便。3.3.串联串联Z+1 I2 I2 U1 U+1 I1 U+2 I2 UZ+1 I 2 I 2 U 1 U联接方式如图，采用联接方式如图，采用Z Z 参数方便。参数方便。