电路11章二端口网络课件

1、电路11章二端口网络1第十一章第十一章 二端口网络二端口网络11-1 二端口网络二端口网络1、定义、定义:具有四个端纽，对于所有具有四个端纽，对于所有时间时间t，满足：，满足：i1=i1, i2=i2,称为二端口网络，否则称称为二端口网络，否则称为四端网络。为四端网络。i1i2i2,i1,2、实际电路、实际电路 举例：举例：l1l211221122本章仅讨论由线性无源元件本章仅讨论由线性无源元件和受控源组成的二端口网络。和受控源组成的二端口网络。电路11章二端口网络211-2 二端口网络方程与参数二端口网络方程与参数一、一、z方程与参数方程与参数1、方程、方程:2、参数：、参数：3、互易网络：

2、、互易网络：2121111izizu2221212izizu011112iiuz021121iiuz012212iiuz022221iiuz2112zz4、对称网络：、对称网络：2112zz2211zz5、矩阵形式方程：、矩阵形式方程：izu(已知已知电流电流求求电压电压)电路11章二端口网络312121i+-+-u1=01i2i2u1i+-+-u12i2u2i=02211电路11章二端口网络42、参数：、参数：3、互易网络：、互易网络：011112iiuz021121iiuz012212iiuz022221iiuz2112zz4、对称网络：、对称网络：2112zz2211zz5、矩阵形式方程

3、：、矩阵形式方程：izu二、二、y方程与参数方程与参数1、方程、方程:2121111uyuyi2221212uyuyi(已知已知电压电压求求电流电流)电路11章二端口网络5二、二、y方程与参数方程与参数5、矩阵形式方程、矩阵形式方程1、方程、方程:2、参数：、参数：3、互易网络、互易网络：2121111uyuyi2221212uyuyi011112uuiy012212uuiy022221uuiy2112yy4、对称网络：、对称网络：2112yy2211yy6、z与与y关系：关系：021121uuiy(已知已知电压电压求求电流电流)uyi1yz电路11章二端口网络6例：求例：求y参数。参数。yb

4、ycya1i1u+ _2i方法一方法一：由定义：由定义：bayyuiy11111221uiybyy12cbyyy22by方法二：列方法二：列y方程：方程：bayuuyui)(2111bcyuuyui)(12222121uuyyyyyyiicbbbba电路11章二端口网络7讨论：讨论：当当ya=yc=yb=1s时：时：1ssy21122112311yz当当ya=yc=0，yb=1s时，时，0yy矩阵无逆阵，由图中可见矩阵无逆阵，由图中可见z11=z22= 。二端口网络并不是每种参数都存在。二端口网络并不是每种参数都存在。cbbbbayyyyyyy1 yzsy1111电路11章二端口网络8三、三、

5、a方程与参数方程与参数5、矩阵形式方程：、矩阵形式方程：1、方程、方程:2、参数：、参数：3、互易网络、互易网络：)(2122111iauau)(2222211iauai021112iuua021122uiua021212iuia021222uiia121122211aaaa4、对称网络：、对称网络：2211aa121122211aaaa(已知已知2端求端求1端端)22222221121111iuiuaaaaiua电路11章二端口网络95、矩阵形式方程：、矩阵形式方程：2、参数：、参数：3、互易网络、互易网络：021112iuua021122uiua021212iuia021222uiia12

6、1122211aaaa4、对称网络：、对称网络：2211aa121122211aaaa22222221121111iuiuaaaaiua四、四、b方程与参数方程与参数1、方程、方程:)(1121112ibubu)(1221212ibubi(已知已知1端求端求2端端)电路11章二端口网络10四、四、b方程与参数方程与参数5、矩阵形式方程、矩阵形式方程1、方程、方程:2、参数：、参数：3、互易网络、互易网络：)(1121112ibubu)(1221212ibubi012111iuub012121uiub012211iuib012221uiib121122211bbbb4、对称网络：、对称网络：22

7、11bb121122211bbbb(已知已知1端求端求2端端)11112221121122iuiubbbbiub电路11章二端口网络11)(1121222iaauaau)(1111212iaauaai6、1 ba由由a方程导出方程导出b方程：方程：若网络互易：若网络互易：22211211bbbbb11211222aaaa电路11章二端口网络12例例: 图示二端口网络，图示二端口网络，求求z、y、a参数参数。21)1(irircj解解:)(12111iiricju22121)(icjiiruz方程：方程：方法有三：方法有三：1 由物理意义求；由物理意义求；写标准方程，由系数求得；写标准方程，由系

8、数求得；23 由参数之间的关系求；由参数之间的关系求；21)1(icjrir电路11章二端口网络13)()1(1)11 (2221ircjrrurcju)(11 (1221ircjuri由由z方程导出方程导出a方程：方程：1 zy电路11章二端口网络14五、五、h方程与参数方程与参数5、矩阵形式方程、矩阵形式方程1、方程、方程:2、参数：、参数：3、互易网络、互易网络： (互易定理三互易定理三)2121111uhihu2221212uhihi011112uiuh021121iuuh012212uiih022221iuih2112hh4、对称网络：、对称网络：2112hh121122211hhh

9、h21212221121121uiuihhhhiuh(混合参数，混合参数，已知已知i1，u2求求i2，u1)电路11章二端口网络155、矩阵形式方程、矩阵形式方程3、互易网络、互易网络：011112uiuh021121iuuh012212uiih022221iuih2112hh4、对称网络：、对称网络：2112hh121122211hhhh21212221121121uiuihhhhiuh六、六、g方程与参数方程与参数1、方程、方程:2121111igugi2221212igugu(已知已知u1，i2求求u2，i1)1 hg电路11章二端口网络16六、六、g方程与参数方程与参数5、矩阵形式方程

10、、矩阵形式方程1、方程、方程:2、参数：、参数：3、互易网络、互易网络：（互易定理三）（互易定理三）2121111igugi2221212igugu011112iuig021121uiig012212iuug022221uiug2121gg4、对称网络：、对称网络：2112gg121122211gggg(已知已知u1，i2求求u2，i1)211212221121121iuiugggguih电路11章二端口网络17网络方程总结：网络方程总结：z：已知已知电流电流求求电压电压y: 已知已知电压电压求求电流电流a: 已知已知2端求端求1端端b: 已知已知1端求端求2端端h: 已知已知i1，u2求求i

11、2，u1g: 已知已知u1，i2求求u2，i1z： z12=z21y: y12=y21a:b: h: h12=-h21g: g12=-g211 hg1 zy1 ba网络互易：网络互易：1b1a11211222aaaab电路11章二端口网络18例例1: 图图1所示二端口网所示二端口网络，求络，求y、z参数。参数。图图1练习练习: 图图2所示二端口网所示二端口网络，求络，求a参数。参数。2u1u1i2i图图2解解:11212210iuii1221272iuii21128iiu21270iiu结论：结论：不含受控源的网络一定互易，含受控源的网络可能不互易。不含受控源的网络一定互易，含受控源的网络可能

12、不互易。电路11章二端口网络19例例3: 图图3所示二端口网络，求所示二端口网络，求h参数。参数。解解:2112uui1211112uuiiiu21121uiu22222uuui已知已知i1，u2求求i2，u110121h图图3电路11章二端口网络20激激励励相相量量响响应应相相量量网网络络函函数数 11-3 二端口网络的网络函数二端口网络的网络函数定义：定义：分类：分类：策动点函数：策动点函数：响应、激励在同一端口。响应、激励在同一端口。传输函数：传输函数：响应、激励不在同一端口。响应、激励不在同一端口。 一、策动点函数一、策动点函数11iuzinlz22211211azaazall1）输入

13、阻抗）输入阻抗)()(222221212211iauaiaua电路11章二端口网络21一、策动点函数一、策动点函数输入导纳输入导纳11iuzinlz22211211azaazallininzuiy11112112221azaazall1）输入阻抗）输入阻抗2111aazin2212aazino)()(222221212211iauaiaua开路输入阻抗开路输入阻抗（输出开路）（输出开路）短路输入阻抗短路输入阻抗（输出短路）（输出短路）电路11章二端口网络22输入导纳输入导纳ininzuiy11112112221azaazall2111aazin2212aazino开路输入阻抗开路输入阻抗（输出

14、开路）（输出开路）短路输入阻抗短路输入阻抗（输出短路）（输出短路）2）输出阻抗）输出阻抗22iuzoutsz22211211bzbbzbss11211222azaazass)()(122121112111ibubibub电路11章二端口网络232）输出阻抗）输出阻抗输出导纳输出导纳22iuzoutsz22211211bzbbzbss22uiyout12112221bzbbzbss11211222azaazass2122aazout11120aazout开路输出阻抗开路输出阻抗（输入开路）（输入开路）短路输出阻抗短路输出阻抗（输入短路）（输入短路）)()(122121112111ibubibub

15、互易网络：互易网络：1122212112122211,abababab电路11章二端口网络24输出导纳输出导纳22uiyout12112221bzbbzbss2122aazout11120aazout开路输出阻抗开路输出阻抗（输入开路）（输入开路）短路输出阻抗短路输出阻抗（输入短路）（输入短路）互易网络：互易网络：1122212112122211,abababab二、传输函数二、传输函数12uuku1）电压传输比）电压传输比)(2122112iauau1211azazll电路11章二端口网络25二、传输函数二、传输函数4) 转移导纳转移导纳12uuku12iiki12uiyt1）电压传输比）电

16、压传输比12iuzt2）电流传输比）电流传输比3) 转移阻抗转移阻抗)(2122112iauau1211azazll开路电压比：开路电压比：111aku)(2222212iauai22211azal2221azazll12111azal注意：注意：ttzy1电路11章二端口网络263 0 v3243jjz已知图示网络已知图示网络z参数为：参数为：.,2211uiiu求5 4 例例1:解解:思路：思路：a参数参数inz11iu，b参数参数22iu，代入代入z方程方程232121723jja434141743jjb21143iiu21232ijiju电路11章二端口网络27zin例例2: 已知图示

17、网络已知图示网络h参数为参数为:。求inz5 1331h解解: h方程为：方程为：2113uiu2123uii)(3138221iuu)(3131221iuia a方程方程电路11章二端口网络2811-4 互易互易二端口网络特性参数二端口网络特性参数一、特性阻抗一、特性阻抗1、定义、定义:2、计算：、计算：若若zl=zc2 时，时，zin=zc1； zs=zc1 时，时， zout=zc2，zc1称为输入端特性阻抗，称为输入端特性阻抗，zc2 称为输出端特性阻抗。称为输出端特性阻抗。222112111aaaazc0ininzz112112222aaaazc0outoutzzzc1zc22221

18、1211azaazazllin11211222azaazazssout对称网络：对称网络：21cczz 电路11章二端口网络292、计算：、计算：222112111aaaazc0ininzz112112222aaaazc0outoutzzzc1对称网络：对称网络：21cczz zc2zc1zl 当当zs = zc1 ， zl = zc2 ，称为无反射匹配。称为无反射匹配。zs3、无反射匹配、无反射匹配: 电路11章二端口网络30zc2zc1zl 当当zs = zc1 ， zl = zc2 ，称为无反射匹配。称为无反射匹配。zs求求:1)特性阻抗特性阻抗; 2)无反射匹配时的无反射匹配时的rl获

19、得的功率。获得的功率。3、无反射匹配、无反射匹配: 例：例：图示二端口相图示二端口相移网络。移网络。rlrs)1(21cjljzincjljclzin120clzzzzinincc021电路11章二端口网络31二、传输常数二、传输常数定义：定义：2211ln21iuiu2211lniuiu计算：计算：)ln(21122211aaaa1、正向传输常数、正向传输常数 ：a参数的关系代入得：参数的关系代入得：将右式各参数与将右式各参数与zl = zc2时时互易网络互易网络2、反向传输常数、反向传输常数 ：定义：定义：1122ln21iuiu1122lniuiuzs = zc1时时互易网络互易网络互易

20、网络的正反传输常数相等互易网络的正反传输常数相等:)ln(21122211aaaa求得：求得：电路11章二端口网络322、反向传输常数、反向传输常数 ：单位单位: np(奈培奈培) 衰减常数：衰减常数：表征网络对信号产生衰减作用的大小。表征网络对信号产生衰减作用的大小。)()(212121iiuu相移常数：相移常数：表征网络对信号产生相移作用的大小。表征网络对信号产生相移作用的大小。2211ln21iuiuj其中其中:3、 的物理意义的物理意义：定义：定义：1122ln21iuiu1122lniuiuzs = zc1时时互易网络互易网络互易网络的正反传输常数相等互易网络的正反传输常数相等:电路

21、11章二端口网络33练习练习2: 图图2所示网络，求所示网络，求zc1 、 zc2 ；图图2并求当并求当r=800 时，时，zin =？r电路11章二端口网络3411-5、二端口网络的连接、二端口网络的连接一、级联一、级联五种连接：五种连接：级联、串联、并联、串并联、并串联级联、串联、并联、串并联、并串联简单简单网络网络复杂复杂网络网络n个子网络级联时，总网络的个子网络级联时，总网络的a参数矩阵等于参数矩阵等于各子网络各子网络a参数矩阵的相乘，参数矩阵的相乘，即即： a=a1a2an电路11章二端口网络35二、并联二、并联 n个子网络并联时，总网络的个子网络并联时，总网络的y参数矩阵参数矩阵等

22、于各子网络等于各子网络y参数矩阵的相加，参数矩阵的相加，即即： y=y1 + y2 + + yn2i1u1i2u电路11章二端口网络36三、串联三、串联 n个子网络串联时，总网络的个子网络串联时，总网络的z参数矩阵参数矩阵等于各子网络等于各子网络z参数矩阵的相加，参数矩阵的相加，即即： z=z1 + z2 + +zn1u2u1i2i电路11章二端口网络37四、串并联四、串并联 子网络串并联时，总网络的子网络串并联时，总网络的h参数矩阵参数矩阵等于各子网络等于各子网络h参数矩阵的相加，参数矩阵的相加，即即： h=h1 +h2 + +hn1u2u1i2i电路11章二端口网络38五、并串联五、并串联

23、 n个子网络并串联时，总网络的个子网络并串联时，总网络的g参数矩参数矩阵等于各子网络阵等于各子网络g参数矩阵的相加，参数矩阵的相加，即即： g=g1 +g2 + + gn1u2u1i2i电路11章二端口网络39例例1: 证明：证明：图示二端口网络的互易性和对称性。图示二端口网络的互易性和对称性。解解:11341a2005 . 02a25 . 06221aaa121122211aaaa2211aa电路11章二端口网络40例例2: 求图示二端口网络的求图示二端口网络的a 参数。参数。 解解:10211a5 . 00022a 5 . 05 . 2152jj321aaaa15013ja 电路11章二端

24、口网络41例例3: 求图示二端口网络的求图示二端口网络的h参数。参数。解解:思路：思路：y参数参数21yyyy方程方程:2121111uyuyi2221212uyuyi2121111uhihu2221212uhihih方程方程:电路11章二端口网络42练习练习1: 图图1所示二端口网络，所示二端口网络，a11=4，a21=0.05， a22=1/4。求。求r、n。图图11u2u1i2i2i电路11章二端口网络4311-6、二端口网络的等效电路、二端口网络的等效电路单端口网络的等效：单端口网络的等效：端口伏安关系保持不变端口伏安关系保持不变无源单无源单口网络口网络inz有源单有源单口网络口网络0

25、zsu一、二端口网络的等效条件一、二端口网络的等效条件等效网络与原网络具有完全等效网络与原网络具有完全相同的伏安关系相同的伏安关系。即：基本参数或特性参数即：基本参数或特性参数完全相同完全相同。二端口网络有二端口网络有6组基本参数，所以有组基本参数，所以有6种等效电路。种等效电路。其中：其中：z参数、参数、y参数和参数和h参数参数等效二端口网络等效二端口网络 应用较多应用较多电路11章二端口网络44等效网络与原网络具有完全等效网络与原网络具有完全相同的伏安关系相同的伏安关系。即：基本参数或特性参数即：基本参数或特性参数完全相同完全相同。二端口网络有二端口网络有6组基本参数，所以有组基本参数，所

26、以有6种等效电路。种等效电路。其中：其中：z参数、参数、y参数和参数和h参数参数等效二端口网络等效二端口网络 应用较多应用较多11z22z212iz二、二、z参数等效电路参数等效电路2121111izizu2221212izizu121iz)()(2112112111iizizzu112212112212222)()()(izziizizzu电路11章二端口网络4511z22z212iz二、二、z参数等效电路参数等效电路2121111izizu2221212izizu121iz)()(2112112111iizizzu112212112212222)()()(izziizizzu12z1211zz 1222zz 11221)(izz12z1211zz 1222zz 互易网络：互易网络：2112zzt型等效电路型等效电路电路11章二端口网络4612z1211zz 1222zz 11221)(izz12z1211zz 1222zz 互易网络：互易网络：2112zzt型等效电路型等效电路三、三、y参数等效电路参数等效电路2121111uyuyi2221212uyuyi11y212uy22y121uy)()(2112112111uuyuy