电路理论：第05章 双口网络

1、第五章双口网络主要内容1 双口网络的基本概念2 双口网络的参数及其方程3 双口网络的等效电路4 双口网络的复合连接5 端口分析法6 含运算放大器的电阻电路的分析7 回转器5.1双口网络的基本概念二端网络:两个端钮与外部电路连接。如端口约束条件：四端网络:四个端钮与外部电路连接。如特别地，当称此四端网络为双口网络（二端口网络）。习惯上称 端口为输入口， 端口为输出端口。因此双口网络的四个端口变量分别为。5.2双口网络的参数及其方程选择两个端口电流为自变量，两个端口电压为因变量。由于双口网络的端口与外接电路无关，为此，可设想外电路分别为独立电流源 和1定义5.2.1双口网络的开路电阻参数（ 参数）

2、由于网络为线性网络，因此可由叠加定理求端口电压。两个电流源单独作用的电路分别如图（a）和（b）所示。 图(a) 图(b) 由齐性原理得式中：为比例常数，具有电阻的量纲。由叠加定理得矩阵形式为式中：称为开路电阻参数矩阵，电阻参数称为开路电阻参数，简称参数。2求法方法一：定义法由开路电阻参数方程易得方法二：回路法直接列写流控型端口伏安特性方程，与开路电阻参数方程比较，可得开路电阻参数。解：方法一：定义法例求如图所示双口网络的开路电阻参数。（1）令端口2开路，（2）令端口1开路，方法二：回路法以 分别为两个回路的回路电流，该电路的回路电流方程为易得若网络互易，则若网络对称，则5.2.2双口网络的短路

3、电导参数(参数）1定义选择两个端口电压为自变量，两个端口电流为因变量。由于双口网络的端口与外接电路无关，为此，可设想外电路分别为独立电压源 和由叠加定理和齐性定理可得矩阵形式为式中：称为短路电导参数矩阵，电导参数称为短路电导参数，简称参数。2求法方法一：定义法由短路电导参数方程易得方法二：节点法直接列写压控型端口伏安特性方程，与短路电导参数方程比较，可得短路电导参数。解：方法一：定义法例求如图所示双口网络的短路电导参数。（1）令端口2短路，（2）令端口1短路，方法二：节点法列写节点电压方程得整理得若网络互易，则若网络对称，则5.2.3双口网络的传输参数(参数）1定义 选择 和 为自变量 , 和

4、 为因变量。类似电阻参数和电导参数的处理思路，可得用参数描述的双口网络 N的端口VAR为 矩阵形式为式中：称为传输参数矩阵。2求法：定义法由易得例 试求图示双口网络的T参数解：(1)求 和(2)求 和 ,电路如下图解得若网络互易，则若网络对称，则5.2.4双口网络的混合参数(参数）1定义 选择 和 为自变量 , 和 为因变量。类似电阻参数和电导参数的处理思路，可得用参数描述的双口网络 N的端口VAR为 矩阵形式为称为双口网络的混合参数，简称参数式中：2求法：定义法由易得解： 求 和例 求图示双口网络的 参数。 求 和若网络互易，则若网络对称，则5.3双口网络的等效电路 一个无源双口网络可以用一

5、个简单的二端口等效模型来代替，要注意的是：（1）等效条件：等效模型的参数方程与原双口网络的参数方程相同；（2）等效目的是为了分析方便。1. 参数表示的等效电路方法一:直接由参数方程得到等效电路。方法二:等效变换。如果网络是互易的，上图变为T型等效电路。2. 参数表示的等效电路方法一:直接由参数方程得到等效电路。方法二:等效变换。如果网络是互易的，上图变为型等效电路。 型和 型等效电路可以互换，根据其它参数与 、 参数的关系，可以得到用其它参数表示的型和 型等效电路。设有双口网络 和 分别把输入口和输出口串联，并且原来的两个网络仍满足各自的端口条件，则这种连接称为双口网络的串联。5.4双口网络的

6、复合连接1. 串联若双口网络 的电阻参数为 ,双口网络 的电阻参数为 ,如果两个网络串联后仍然满足各自的端口条件，两个网络串联后形成的双口网络 的电阻参数为双口网络的串联图示设有双口网络 和 分别把输入口和输出口并联，并且原来的两个网络仍满足各自的端口条件，则这种连接方式称为双口网络的并联。2. 并联若双口网络 的电导参数为 ,双口网络 的电导参数为 ,如果两个网络串联后仍然满足各自的端口条件，两个网络串联后形成的双口网络 的电导参数为双口网络的并联图示设前一个双口网络 的输出口与后一个双口网络的输入口相连，并且原来的两个网络仍满足各自的端口条件，则这种连接方式称为双口网络的级联。3. 级联若

7、双口网络 的传输参数为 ,双口网络 的传输参数为 ,如果两个网络级联后仍然满足各自的端口条件，两个网络级联后形成的双口网络 的传输参数为双口网络的级联图示5.5端口分析法前面已经讨论了双口网络本身的 VAR,在实际的电路问题中,双口网络往往是电路中的一部分,可能以”黑箱”的面目出现,内部情况不祥,但是,只要已知了双口网络的VAR就能对电路进行分析，最简单的情况是在双口网络的输入口接电源，输出口接负载，如下图所示。采用方法：（1）双口网络的VAR方程 （2）双口网络两端外接电路的方程联立求解即可。5.6含运算放大器的电阻电路的分析1. 运放及其特性（1） 运放的电路符号 运算放大器,简称运放，是

8、目前获得广泛应用的多端器件，因为它能完成加法、减法、微分、积分等运算，所以称为运算放大器。虽然运算放大器有许多端钮，但仅有四个端钮可与外部电路连接，因此，从电路角度来看，运放可作为一个四端器件，它的电路符号为图中标有“”号的端钮称为反相输入端（因为在该端加信号时， 与 是反向的）；标有“”号的端钮称为正相输入端（因为在该端加信号时， 与 是同相的）； 端称为运放的输出端；另一端称为接地端或公共端。并把 称为运放的差动输入电压。 为了简化起见，许多文献和书籍中将运放的接地端（或公共端）省去，如下图所示。但在分析电路时，必须考虑接地端（或公共端），此时公共端与电路中的接地点相连。运放的电路模型为则

9、为理想运放。若对于理想运放，由于2. 含理想运放的电阻电路的分析(1)直观分析法直接利用两类约束和理想运放的虚断、虚短特性进行分析 （2） 理想运放的特性 因此例 下图所示电路为非倒向放大器，试求输出电压 和输入电压 的关系。由虚断得由虚短得所以(2)节点分析法先利用理想运放的虚断特性列节点电压方程，然后补充用节点电压表示的虚短特性。 当公共端接地时,不对理想运放的输出端节点列写节点电压方程。例列写下图的节点电压方程。解：5.7回转器1.回转器的电路符号及方程回转器是理想回转器的简称，是一种电阻性双口元件，其电路符号如图所示。图中为回转电阻，也可用或者电导表示，且有 。回转电阻和回 转电导通称为回转常数。在图示参考方向和回转方向下，回转器的VAR为 2.回转器的特性（1）非能特性任意时刻 ，回转器吸收的功率为由此可以