ch16二端口网络课件

学时：4circuitCTGU第十六章二端口网络1§16.1二端口网络§16.2二端口的方程和参数§16.3二端口的等效电路§16.4二端口的转移函数§16.5二端口的连接§16.6回转器和负阻抗变换器内容2要求理解Z、Y、T、H参数和方程；能熟练计算Z、Y、T、H参数；掌握二端口网络的等效电路；了解二端口的连接；了解回转器和负阻抗变换器。3变压器n:1滤波器电路RCC传输线晶体管放大电路例51.端口(port)端口由一对端钮构成，且满足如下条件：从一个端钮流入的电流等于从另一个端钮流出的电流。2.二端口（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为二端口网络。线性RLCM受控源i1i2i2i1u1+–u2+–+u1i1i1–63.二端口网络与四端网络二端口i2i1i1i2具有公共端的二端口i2i1i1i2四端网络

i4i3i1i271.讨论范围含线性R、L、C、M与线性受控源不含独立源2.参考方向线性RLCM受控源i1i2i2i1u1+–u2+–二.本章关于端口的约定9§16-2二端口的参数和方程+-+-i1i2u2u1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，即可用六套参数描述二端口网络。10一、Y参数和方程+-+-线性无源利用代替定理把两个端口电压和看作是外施的独立电压源。设电压和已知，求和。根据叠加定理，和应分别等于各个独立电压源单独作用时产生的电流之和，即11Y参数的实验测定：+-线性无源+-线性无源Y又称为短路导纳参数自导纳自导纳转移导纳转移导纳13若网络内部无受控源(满足互易定理)，则导纳矩阵Y对称，则有互易二端口网络四个参数中只有三个是独立的。Y12=Y2114例1.求Y参数。解：

Yb++

Ya

Yc

Yb+

Ya

Yc互易二端口

Yb+

Ya

Yc1510++5

102互易电气对称++222417例2求所示电路的Y参数

解一

Yb++

Ya

Yb+

Ya

Yb+

Ya18解二

Yb++

Ya非互易二端口网络（网络内部有受控源）四个独立参数。19其矩阵形式为称为Z参数矩阵Z参数的实验测定：Z参数又称开路阻抗参数21互易二端口对称二端口若矩阵

Z

与Y

非奇异则22例1.求所示电路的Z参数

Zb++

Za

Zc23三、T参数(传输参数)和方程由(2)得：将(3)代入(1)得：设和已知，求和。+-+-线性无源25即：其中26T参数的实验测定开路参数短路参数29则即n:1i1i2++u1u2例1求所示电路的T参数30例2求T参数++122I1I2U1U2++122I1U1U2+122I1I2U131四、H参数和方程H参数方程矩阵形式+-+-线性无源H参数也称为混合参数32H

参数的实验测定互易二端口对称二端口开路参数短路参数33例求所示电路的H参数++

R1

R234五、各参数的求解及转化1.按定义求；2.直接列方程查表转化（改变自变量和因变量。见P378表16-1）35Z参数不存在Y参数不存在

2++

2++小结:1.六套参数，还有逆传输参数

和逆混合参数。2.为什么用这么多参数表示（1）为描述电路方便，测量方便。（2）有些电路只存在某几种参数。364.线性无源二端口5.含有受控源的电路四个独立参数。存在T参数H参数Z,Y均不存在n:1YZTH互易Y12=Y21Z12=Z21AD-BC=1H12=-H21对称Y11=Y22Z11=Z22A=DH11H22-H12H21=137§16-3二端口的等效电路(2)求等效电路即根据给定的参数方程画出电路。一、由Z参数方程画等效电路++

Z22++

Z11(1)两个二端口网络等效：是指对外电路而言，端口的电压、电流关系相同。38改写为+

Z11-Z12

Z22-Z12Z12++同一个参数方程，可以画出结构不同的等效电路。等效电路不唯一。39互易网络网络对称(Z11=Z22)则等效电路也对称++

Z11-Z12

Z22-Z12Z12+Z12=Z21+

Z11-Z12Z12

Z22-Z12+40二、由Y参数方程画等效电路++

Y11

Y22

-Y12++

Y11

+Y12

Y22

+Y12另一种形式41互易网络网络对称(Y11=Y22)则等效电路也对称Y12=Y21

-Y12++

Y11

+Y12

Y22

+Y12

-Y12++

Y11

+Y12

Y22

+Y1242例给定互易网络的传输参数，求T形等效电路。+

Z1Z2

Z3+解开路电压比开路转移导纳短路电流比Z2=1/CZ1=(A-1)/CZ3=(D-1)/C可求得43+

Z1Z2

Z3+

也可由端口电压、电流关系直接列参数方程将代入第一式并经整理，可得Z2=1/CZ1=(A-1)/CZ3=(D-1)/C可求得ACD44§16-4二端口的转移函数二端口的转移函数(传递函数)：就是用拉氏变换形式表示的输出电压或电流与输入电压或电流之比。转移函数(传递函数)的意义：二端口常为完成某种功能起着耦合两部分电路的作用，这种功能往往是通过转移函数来描述或指定的。另一方面，转移函数的零点和极点的分布与二端口内部的元件及连接方式等密切相关，零极点的分布决定了电路的特性。所以可以根据转移函数确定二端口内部元件的连接方式及元件值，即进行电路设计或网络综合。45端口的连接：当二端口没有外接负载及输入激励无内阻抗时，二端口称为无端接的。实际应用中，二端口的输出端口往往接有负载阻抗ZL，输入端口接有电压源和阻抗ZS的串联组合或电流源和阻抗ZS的并联，这种情况下该二端口称为具有“双端接”的二端口。如果只计及ZL或只计及ZS，则称为具有“单端接”的二端口。+-+-线性无源U2(s)I1(s)U1(s)I2(s)+-+-线性无源U2(s)I1(s)U1(s)I2(s)R2+-+-线性无源U2(s)I1(s)US(s)I2(s)R2R1-U1(s)+46一.无端接二端口无端接二端口的转移函数(传递函数)，包括电压转移函数U2(s)/U1(s)，电流转移函数I2(s)/I1(s)，转移导纳函数I2(s)/U1(s)，转移阻抗函数U2(s)/I1(s)。+-+-线性无源U2(s)I1(s)U1(s)I2(s)拉氏变换形式的无端接二端口：Z参数方程：电压转移函数：令：I2(s)=0，有47+-+-线性无源U2(s)I1(s)U1(s)I2(s)Y参数方程：同理可求得U2(s)=0时电流转移函数：令：I2(s)=0，有所以电压转移函数为：U2(s)=0时转移导纳：I2(s)=0时转移阻抗：48二.单端接二端口图示为一个输出端接有R的二端口，对此二端口，有：消去U2(s)后，得转移导纳：+-+-线性无源U2(s)I1(s)U1(s)I2(s)R2对此二端口还有：消去I2(s)后，得转移阻抗：49对此二端口写方程：消去U1(s)和U2(s)后，得电流转移函数：+-+-线性无源U2(s)I1(s)U1(s)I2(s)R2对此二端口如下方程：消去I1(s)和I2(s)后，得电压转移函数：50三.双端接二端口图示为双端接二端口，转移函数与两个端接阻抗有关系。消去U1(s)和I1(s)和I2(s)后，得：+-+-线性无源U2(s)I1(s)US(s)I2(s)R2R1-U1(s)+求U2(s)/U1(s)：列方程51§16-5二端口网络的联接一、级联（链联）设即T+T++T+++52T+T++T+++得TT+T++53得结论：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。上述结论可推广到n个二端口级联的关系。T=[T1][T2]….[Tn]T1T2......Tn54例1易求出4644T1得46T3T255二、并联：输入端口并联，输出端口并联++Y++Y++Y56并联后++Y++Y++Y57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。58三、串联：输入端口串联输出端口串联采用Z参数++Z++Z++串联电流相等59则即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。可推广到n端口串联。60一.回转器电路符号++i1i2u2u1rr：回转电阻u1=-ri2u2=ri1i1=gu2i2=-gu1g=1/r§16-6回转器和负阻抗变换器回转器有把一个端口上的电流“回转”为另一端口上的电压的性质，或者有把一个端口上的电压“回转”为另一端口的电流的性质。回转器的Z参数矩阵和Y参数为61++i1i2u2u1r1.非互易元件(Y、Z不对称）。2.线性无源元件。回转器的性质:3.阻抗逆变。u1=-ri2u2=ri1i1=gu2i2=-gu162例++i1i2