Chapter16 二端口网络

1、Chapter 16 二端口网络主要内容 1.二端口网络及其方程； 2.二端口的参数矩阵及其相互关系； 3.转移函数，T型 和 型等效电路； 4.二端口的连接； 5.回转器和负阻抗变换器。§16-1二端口网络 端口：从端子1流入的电流等于从端子1' 流出的电流，则1- 1' 两个端子构成一个端口。 二端口网络（双口网络）：1- 1'一对端子为输入端子，2- 2' 一对端子为输出端子，以便与其他设备相联接。 变压器、滤波器、运算放大器等均属于双口网络。 本章所研究的二端口网络，由线性元件及受控源组成, 不含有独立电源和初始值构成的附加电源，当网络不含受控

2、源时，成为无源线性双口网络。§16-2 二端口网络的方程及参数 用二端口概念分析电路, 仅对二个端口处的电流、电压之间的关系感兴趣。一、Y参数方程（短路参数） 参数矩阵，短路导纳矩阵 1.短路导纳参数的测定 例161： 求下图所示二端口的Y 参数。 解： 把端口2- 2 短路, 则 把端口1-1 短路，则 2.Y 参数的特点 根据互易定理，由线性构成的任何无源二端口，故一个无源线性二端口，只要3个独立的参数足以表征其性能； 对称二端口，, 则此二端口的二个端口1- 1 和2- 2 互换位置后，其外部特性不会有任何变化； 对称二端口中, 因 ，故其 参数中只有两个是独立的。二、Z参数方

3、程（开路参数） Z 参数矩阵，开路阻抗矩阵1. 开路阻抗参数的测定 2. Z参数的特点 无源二端口（线性元件构成），参数只有3个是独立的； 对称二端口，, ，参数只有二个是独立的； ； 含有受控源的线性二端口，互易定理不再成立。求二端口的 参数（例 16-2 ）。例 16-2: 求下图所示电路的参数方程。 解：结点电压方程为 或 网络含有受控源，失去互易性，即 。三、T参数方程（传输参数方程） 实际问题中，往往希望知道一个端口的电压、电流与另一个端口的电压、电流的关系，即输入、输出之间的关系，对于一般双口网络，就是与 之间的关系，已知 可求出 ，或反之。 有些二端口并不存在阻抗矩阵或导纳矩阵，

4、必须用除Z和Y参数以外的其他形式的参数描述其端口外特性。 都具有转移函数性质； 无源线性二端口， 4个参数中将只有3个是独立的； 对称二端口，由于 ，还将有 ； T参数矩阵 四、混合参数方程（H参数方程） 短路参数： 两个电流比 开路参数： ， ， 例 16-3：试求下图所示晶体管等效电路的H 参数。 解: 可改为 无源线性二端口，H 参数中只有3个是独立的，因 ； 当 ，即 或 ，则为对称二端口； 二端口网络各种参数之间存在一定关系，因此可以互换，四种参数之间的相互转换关系详见PP378； 一个二端口网络不一定都存在四种参数，有的网络无 参数，也有的既无 参数也无 参数（如理想变压器）； 在

5、传输线中，多用传输参数分析端口电压、电流的关系； 电子线路中，广泛应用混合参数, 参数多用于高频电路中。§16-3 二端口的等效电路1.无源线性一端口可用一个等效阻抗来表征它的外部特性 任何给定的无源线性二端口的外部性能既然可以用3个参数来确定，只要找到一个由具有3个阻抗（或导纳）所组成的简单二端口，使这个二端口与给定的二端口的参数分别相等，则这两个二端口外特性完全相同，也即它们是等效的。2.二端口的Z参数已知的等效二端口     二端口的Z 参数已知，用 T形电路（参数为阻抗）来等效； 如果给定二端口的其他参数，可根据其他参数和Z参数的变换关系求出用其

6、他参数来表示T形等效电路中的和 。3.二端口的Y参数已知的等效二端口     二端口的Y 参数已知，用形电路（参数为导纳）来等效； 如果给定二端口的其他参数，可将其他参数变换为Y参数，再代入上式，求得等效 形电路的导纳。4.对称二端口，由于 ,故有，它的等效 形电路和 T形电路也是对称的；5.二端口的等效电路：求二端口的等效形电路,先求该二端口的Y参数，从而确定等效 形电路中的导纳；求二端口的等效T形电路，先求二端口的 Z参数，从而确定T形电路中的阻抗；6.含有受控源的线性二端口，其外部性能要用4个独立参数来确定，在等效T形或 形电路中适当另加一个受控源就可以计及

7、这种情况。 例 16-4：若已知二端口的T参数，求其等效 T形电路和等效 形电路。 解： 查表可得： 查表可得： 由此可得等效 T形电路和等效 形电路。 例 16-5：求下图所示电路的等效T形电路。解：（1）令 =0，则 （2）令 =0，则 §16-4 二端口的转移函数一、无端接二端口的转移函数无端接：没有外接负载及输入激励无内阻抗。 电压转移函数 电流转移函数 转移阻抗函数 转移导纳函数 二、有端接二端口的转移函数 1输出端具有电阻R的二端口的转移函数 转移导纳 转移阻抗 电流转移函数可求得为 电压转移函数可求得为 2.两个端口都接有阻抗的二端口的转移函数 ：电源内阻 ：负载电阻

8、：输入激励 代入 中，得 解得： 有端接的二端口，其转移函数不仅与其本身的参数有关，还与端接阻抗有关。 二端口的转移函数属网络函数，只是响应和激励不是同一端口变量而已，若二端口内部的结构和元件值已知，不必先求出端口的参数，可直接用 介绍的求网络函数的方法. §16-5 二端口的连接 实现一个复杂的二端口，可以用简单的二端口作为“积木块”，把它们按一定方式联接成为具有所需特性的二端口。一、二端口的级联 无源二端口和按级联方式联接构成复合二端口。 和的T 参数分别为 即 二、二端口的并联 和的参数分别为 即 三、二端口的串联 §16-6 回转器和负阻抗变换器一、回转器 回转器是一种线性非互易的多端元件，理想回转器既不消耗功率又不发出功率，它是一个无源线性元件，互易定理不适用于回转器。 或 和分别称为回转电阻和回转电导，简称回转常数。 ， 另外 回转器的一个极其重要的性质就是可以把电容元件“回转”成电感元件，在微电子器件中，可用易于集成的电容实现难于集成的电感。 从输入端看，相当于一个电感元件，设 则，小电容回转成大电感。二、负阻抗变换器 负阻抗变换器也是一个二端口，