多媒体教案-天津工业大学精品课程

1、第16章 二端口网络2. 两端口的等效电路 重点3. 两端口的联接1. 两端口的参数和方程4. 两端口的转移函数5. 回转器与负阻抗变换器15.1 二端口概述在工程实践中，研讨信号及能量的传输和信号变换时，经常碰到如下方式的电路。放大器A滤波器RCC三极管传输线变压器n:11. 端口 (port)端口由一对端钮构成，且满足如下端口条件：从一个端钮流入的电流等于从另一个端钮流出的电流。N+u1i1i12. 二端口two-port) 当一个电路与外部电路经过两个端口衔接时称此电路为二端口网络。N+u1i1i1i2i2+u2 二端口网络与四端网络的关系二端口四端网络 Ni1i2i3i4N+u1i1i

2、1i2i2+u2 二端口的两个端口间假设有外部衔接，那么会破坏原二端口的端口条件。端口条件破坏1-1 2-2是二端口3-3 4-4不是二端口，是四端网络Ni1i1i2i21122Ri1i2i33443. 研讨二端口网络的意义1两端口运用很广，其分析方法易推行运用于n端口网络；2大网络可以分割成许多子网络两端口进展分析；3仅研讨端口特性时，可以用二端口网络的电路模型进 行研讨。4. 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；2找出两个端口的电压、电流关系的独立网络方 程，这些方程经过一些参数来表示。商定1. 讨论范围线性 R、L、C、M与线性受控源不含独立源2. 参考方向如图15.2

3、 二端口的参数和方程线性RLCM受控源i1i2i2i1u1+u2+端口物理量4个i1u1i2u2端口电压电流有六种不同的方程来表示，即可用六套参数描画二端口网络。线性RLCM受控源i1i2i2i1u1+u2+1. Y 参数和方程采用相量方式(正弦稳态)。将两个端口各施加一电压源，那么端口电流可视为这些电压源的叠加作用产生。N+ 即：Y 参数方程1Y参数方程写成矩阵方式为：Y参数值由内部参数及衔接关系决议。Y 参数矩阵.2 Y参数的物理意义及计算和测定输入导纳转移导纳N+转移导纳输入导纳N+Y 短路导纳参数 Yb+ Ya Yc例1解求Y 参数。例2解求Y 参数。直接列方程求解 jL+ R上例中有

4、互易二端口四个参数中只需三个是独立的。3 互易二端口(满足互易定理)电路构造左右对称的普通为对称二端口。上例中，Ya=Yc=Y 时， Y11=Y22=Y+ Yb对称二端口只需两个参数是独立的。对称二端口是指两个端口电气特性上对称。构造不对称的二端口，其电气特性能够是对称的，这样的二端口也是对称二端口。4 对称二端口 对称二端口36315+例解求Y 参数。为互易对称两端口2. Z 参数和方程N+将两个端口各施加一电流源，那么端口电压可视为这些电流源的叠加作用产生。 即：Z 参数方程1Z 参数方程也可由Y 参数方程即：得到Z 参数方程。其中 =Y11Y22 Y12Y21其矩阵方式为Z 参数矩阵2

5、Z 参数的物理意义及计算和测定Z参数又称开路阻抗参数转移阻抗输入阻抗 输入阻抗转移阻抗N+互易二端口满足:对称二端口满足:并非一切的二端口均有Z,Y 参数。3 互易性和对称性注Z+ 不存在n:1+Z+ 不存在均不存在例1 Zb+ Za Zc求Z参数解法1解法2列KVL方程： Zb+ Za Zc+例2求Z参数解列KVL方程：例3求Z、Y参数解 jL1+ R1 R2 jL2* jM3. T 参数和方程定义：N+T 参数也称为传输参数T 参数矩阵留意符号1T 参数和方程2 T 参数的物理意义及计算和测定N+开路参数短路参数转移导纳转移阻抗转移电压比转移电流比由(2)得：将(3)代入(1)得：Y 参数

6、方程3 互易性和对称性其中 互易二端口：对称二端口:例1n:1i1i2+u1u2即例2+ 1 2 2I1I2U1U24. H 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。(1) H 参数和方程矩阵方式:2 H 参数的物理意义计算与测定3 互易性和对称性 互易二端口：对称二端口:开路参数电压转移比入端阻抗 短路参数输入阻抗电流转移比例+ R1 R215.3 二端口的等效电路 一个无源二端口网络可以用一个简单的二端口等效模型来替代，要留意的是：1等效条件：等效模型的方程与原二端口网络的方 程一样；2根据不同的网络参数和方程可以得到构造完全不同 的等效电路；3等效目的是为了分析方便。N+

7、1. Z 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。+ Z22+ Z11+方法2：采用等效变换的方法。+ Z11Z12假设网络是互易的，上图变为T型等效电路。2. Y 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。+ Y11 Y22方法2：采用等效变换的方法。 Y12+ Y11Y12 Y22+Y12假设网络是互易的，上图变为型等效电路。注(1) 等效只对两个端口的电压，电流关系成立。对端口间电压那么不一定成立。(2) 一个二端口网络在满足一样网络方程的条件下， 其等效电路模型不是独一的；(3) 假设网络对称那么等效电路也对称。(4) 型和T 型等效电路可以互换，根据其它参数

8、与 Y、Z参数的关系，可以得到用其它参数表示的型 和T 型等效电路。例绘出给定的Y参数的恣意一种二端口等效电路。解 由矩阵可知： 二端口是互易的。故可用无源型二端口网络作为等效电路。 Yb+ Ya Yc经过型T 型变换可得T 型等效电路。15.4 二端口的联接 一个复杂二端口网络可以看作是由假设干简单的二端口 按某种方式联接而成，这将使电路分析得到简化；1. 级联(链联)T+TT+设即级联后那么那么即：结论级联后所得复合二端口T 参数矩阵等于级联的二端口T 参数矩阵相乘。上述结论可推行到n个二端口级联的关系。T+TT+留意(1) 级联时T 参数是矩阵相乘的关系，不是对应元素相乘。显然(2) 级

9、联时各二端口的端口条件不会被破坏。例易求出+ 4 6 4I1I2U1U2 4 4 6T1T2T3那么2. 并联Y+Y+并联联接方式如以下图。并联采用Y 参数方便。Y+Y+并联后可得结论 二端口并联所得复合二端口的Y 参数矩阵等于两个二端口Y 参数矩阵相加。注(1) 两个二端口并联时，其端口条件能够被破坏此时上述关系式就不成立。并联后端口条件破坏。1A2A1A1A4A1A2A 2A0A0A1052.52.52.54A1A1A4A10V5V+2A(2) 具有公共端的二端口(三端网络构成的二端口)，将公共端并在一同将不会破坏端口条件。Y+Y例R4R1R2R3R1R2R3R4(3) 检查能否满足并联端口条件的方法： 输入并联端与电压源相衔接，Y、Y的输出端各自短接，如两短接点之间的电压为零，那么输出端并联后，输入端仍能满足端口条件。用类似的方法可以检查输出端能否满足端口条件。Y+Y3. 串联Z+Z+联接方式如图，采用Z 参数方便。Z+Z+那么结论 串联后复合二端口Z 参数矩阵等于原二端口Z 参数矩阵相加。可推行到n端口串联。注(1) 串联后端口条件能够被破坏。需检查端口条件。端口条件破坏 !2A2A1A1A23A 1.5A1.5A321113A 1.5A1.5A21222A1A(2)