16第十六章-二端口网络解析课件

§16-1二端口网络§16-2二端口的方程和参数§16-4二端口的转移函数§16-6回转器和负阻抗变换器§16-3二端口的等效电路§16-5二端口的连接第十六章二端口网络教学内容2020年9月28日1深刻理解二端口网络的基本概念，二端口网络方程的6种形式和建立方法，熟练掌握Y、Z、T、H参数的计算方法，了解各种参数间的关系；掌握已知参数求二端口网络T或π型等效电路的方法；掌握已知参数求二端口网络求转移函数的方法；掌握二端口网络的级联、并联和串联等连接后的参数计算方法；掌握回转器和负阻抗变换器及其理想变压器等特殊二端口网络的方程、参数和阻抗变换特性。教学要求2020年9月28日2难点T、H参数的计算。学时数讲课6学时，习题1学时。重点二端口网络方程的6种形式和建立方法，Y、Z、T、H参数的计算方法。

2020年9月28日3§16-1二端口网络一、一端口网络或二端网络

对一个端口来说，从其一个端子流入的电流一定等于从另一个端子流出的电流，这种具有向外引出一对端子的电路或网络称为一端口网络或二端网络。二、二端口网络ii放大器反馈网络2020年9月28日4§16-1二端口网络i1i1i2i2

对于所有时间t，从端子1流入方框的电流等于从端子流出的电流；同时，从端子2流入方框的电流等于从端子流出的电流。二端口的端口条件：若向外伸出的4个端子上的电流无上述限制，则称为四端网络。二端口处的电流、电压之间的关系可以通过一些参数表示，而这些参数只决定于构成二端口本身的元件及它们的连接方式。2020年9月28日5§16-1二端口网络

一个任意复杂的二端口可以看作由若干简单的二端口组成。本章介绍的二端口：由线性电阻、电感(耦合电感)、电容和线性受控源组成，并规定不含任何独立电源(如用运算法分析时，其独立初始条件为零)。可利用这些参数比较不同的二端口在传递电能和信号方面的性能，从而评价它们的质量。通过简单二端口的参数及其与复杂二端口的关系，可求出后者的参数，从而确定复杂二端口处的电压与电流关系，而不再涉及原来复杂电路内部的任何计算。2020年9月28日6§16-2二端口的方程和参数一、二端口的Y参数+-+-假设两个端口电压和已知，利用替代定理把和都看作是外施的独立电压源。根据叠加定理，和分别等于各个独立电压源单独作用时产生的电流之和，即2020年9月28日7§16-2二端口的方程和参数+-+-+-二端口的Y参数矩阵二端口的Y参数：、、、Y参数的求解短路驱动点导纳(短路输入导纳)短路转移导纳+-+-+-短路驱动点导纳(短路输入导纳)短路转移导纳2020年9月28日8§16-2二端口的方程和参数例1：求图示二端口的Y参数。+-解：方法一+-2020年9月28日9§16-2二端口的方程和参数方法二+-+-由线性R、L(M)、C元件构成的任何无源二端口，总有，因此只要3个独立的Y参数就足以表征该无源线性二端口。若，且，则为对称二端口，其Y参数只有2个是独立的。2020年9月28日10§16-2二端口的方程和参数例2：求图示二端口的Y参数。解：对于含受控源的线性R、L(M)、C二端口，一般，其Y参数4个是独立的。+-+-2020年9月28日11§16-2二端口的方程和参数二、二端口的Z参数+-+-假设两个端口电流和已知，利用替代定理把和都看作是外施的独立电流源。根据叠加定理，和分别等于各个独立电流源单独作用时产生的电压之和，即二端口的Z参数矩阵二端口的Z参数：、、、2020年9月28日12§16-2二端口的方程和参数Z参数的求解开路驱动点阻抗(开路输入阻抗)开路转移阻抗+-+-开路驱动点阻抗(开路输入阻抗)开路转移阻抗+-+-2020年9月28日13§16-2二端口的方程和参数+-+-例3：求图示二端口的Z参数。解：由线性R、L(M)、C元件构成的任何无源二端口，总有，因此只要3个独立的Z参数就足以表征该无源线性二端口。若，且，则为对称二端口，其Z参数只有2个是独立的。2020年9月28日14§16-2二端口的方程和参数对于含受控源的线性R、L(M)、C二端口，一般，其Z参数4个是独立的。2020年9月28日15§16-2二端口的方程和参数三、二端口的T参数+-+-①②③式代入①式得由②式得③④2020年9月28日16§16-2二端口的方程和参数二端口的T参数矩阵二端口的T参数(一般参数、传输参数、A参数)：、、、开路转移电压短路转移阻抗短路转移电流开路转移导纳T参数意义2020年9月28日17§16-2二端口的方程和参数对于由线性R、L(M)、C元件构成的任何无源二端口，总有，因此若为对称二端口，由于，则A=D，所以其T参数只有2个是独立的。所以A、B、C、D四个参数中只有3个是独立的。2020年9月28日18§16-2二端口的方程和参数四、二端口的H参数+-+-二端口的H参数矩阵二端口的H参数(混合参数)：、、、短路输入阻抗开路转移电压开路输入导纳短路转移电流2020年9月28日19§16-2二端口的方程和参数+-+-例4：求图示二端口的H参数。解：由线性R、L(M)、C元件构成的任何无源二端口，总有，因此H参数中只有3个是独立的。对于对称二端口，由于，所以H参数中只有2个是独立的。2020年9月28日20§16-2二端口的方程和参数例5：求图示二端口的H参数。解：+-+-二端口有共6组不同的参数，彼此之间可以相互转换。2020年9月28日21§16-3二端口的等效电路由具有3个阻抗(或导纳)组成的简单二端口，如果它与给定的由线性R、L(M)、C元件构成的无源二端口的参数分别相等，则这两个二端口的外部特性完全相同，即它们是等效的。由3个阻抗(或导纳)组成的二端口只有两种形式，即T形电路和π形电路。+-+-+-+-2020年9月28日22§16-3二端口的等效电路一、给定二端口的Z参数，进而确定此二端口的等效T形电路中的Z1、Z2、Z3的值。+-+-2020年9月28日23§16-3二端口的等效电路二、给定二端口的Y参数，进而确定此二端口的等效π形电路中的Y1、Y2、Y3的值。+-+-2020年9月28日24§16-3二端口的等效电路三、给定二端口的其他参数，可将其变换成Z参数或Y参数，进而求得此二端口的T形等效电路或π形等效电路的参数值。例：T形等效电路的Z1、Z2、Z3与T参数之间的关系为π形等效电路的Y1、Y2、Y3与T参数之间的关系为若为对称二端口，，则其等效T形或π形电路一定也对称，此时Y1=Y3、Z1=Z3。2020年9月28日25§16-3二端口的等效电路四、二端口内部含有受控源的情况的处理。若给定二端口的Z参数+-+-+-2020年9月28日26§16-4二端口的转移函数一、无端接的二端口二端口没有外接负载及输入激励无内阻抗。令，则有电压转移函数2020年9月28日27§16-4二端口的转移函数令，则有电压转移函数令，则有电流转移函数2020年9月28日28§16-4二端口的转移函数电流转移函数令，则有令，则有导纳转移函数阻抗转移函数令2020年9月28日29§16-4二端口的转移函数二、单端接的二端口二端口的输出端口接有负载或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的并联组合。消去，得转移导纳+-+-消去，得转移阻抗2020年9月28日30§16-4二端口的转移函数+-+-消去和，得电流转移函数2020年9月28日31+-+-消去和，得电压转移函数§16-4二端口的转移函数2020年9月28日32§16-4二端口的转移函数+-+-+-三、双端接的二端口二端口的输出端口接有负载且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的并联组合。2020年9月28日33§16-4二端口的转移函数转移函数的重要性二端口为完成某种功能起耦合两部分电路的作用。例：滤波器能让具有某些频率的信号通过，而对另一些频率的信号加以抑制。这种功能往往是通过转移函数描述或指定的。

转移函数的零、极点的分布与二端口内部的元件及连接方式等密切相关，而零、极点的分布又决定了电路的特性。

电路设计或网络综合：根据转移函数确定二端口内部元件的连接方式及元件值。2020年9月28日34§16-5二端口的连接

在二端口的连接问题上，感兴趣的是复合二端口的参数与部分二端口的参数之间的关系。一、级联(链联)P1+-+-P2+-+-设二端口P1和P2的T参数分别为则有2020年9月28日35§16-5二端口的连接P1+-+-P2+-+-2020年9月28日36§16-5二端口的连接二、并联设二端口P1和P2的Y参数分别为如图P1+-+-P2+-+-+-+-则2020年9月28日37§16-5二端口的连接三、串联设二端口P1和P2的Z参数分别为如图则P1+-+-P2+-+-+-+-2020年9月28日38§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，理想回转器可视为一个二端口，其端口电压、电流关系为：或回转常数回转电阻r回转电导g2020年9月28日39§16-6回转器和负阻抗变换器或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。2020年9月28日40§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或相反过程的性质。或根据上述性质，回转器具有把一个电容回转为一个电感的本领。+-+-或例：从输入端看相当于一个电感元件，其电感值2020年9月28日41§16-6回转器和负阻抗变换器二、负阻抗变换器(NIC)输入电压U1经传输后成为