电路课件二端口网络三

第11章(2)二端口网络及多端元件教学要点二端口网络的Z参数、Y参数、H参数、T参数；二端口网络的转移函数；二端口网络的联接；互易的二端口；运算放大器的电路模型与分析；回转器和负阻抗变换器。教学提示1、熟悉二端口网络的定义，并且能够计算线性无源二端口网络的Z参数、Y参数、H参数、T参数；

2、一般了解转移函数；二端口网络的联接等知识；

3、了解运算放大器的等效电路及端口特性，掌握分析具有理想运算放大器电阻电路

4、能够分析回转器或含有回转器元件的线性网络，了解负阻抗变换器知识。

11.5含源二端口网络11.6运算放大器电路11.7回转器和负阻抗变换器11.8应用章节内容(2)11.5含源二端口网络——二端口两端均开路时22‘

端的开路电压——二端口两端均开路时11'

端的开路电压1、含源二端口流控型伏安关系z11、z12、z21、z22——二端口内部独立电源置零时网络Z参数设为含独立源双口网络。为将中独立源置零后所得网络为写出流控型VAR方程。假设的两个端口接有电流源，根据叠加定理，则：*证明:其中为网络的Z参数矩阵。及分别为原网络两端口开路时（且 ）两个端口的开路电压。可见：含独立源的双口网络流控型VCR含6个参数，这6个参数可分为以上两个电路求出，也可对原电路一次求出。流控型等效电路为：y11、y12、y21、y22——二端诱口内放部独店立电市源置细零时邻网络Y参数——二端扶口两腰端均充短路驳时11'端的降短路愉电流——二端丢口两肃端均礼短路缩慧时22'端的诱短路烧电流2、秩含源者二端陪口压控次型伏安族关系*证抛明：假设网络的两个端口接有电压源。根据叠加定理，则：其中为网络的Y参数矩阵。及分别为原网络两端口短路时（且 ）两个端口的短路电流。可见高：压匙控型VC希R含6县个参面数，盲可从认原电嘱路一窝次求彩出或循从以平上两责个电庄路分尘别求舰出。h11、h12、h21、h22——二端椒口内耍部独温立电染源置铃零时拘网络H参数——二端鬼口22'端短穴路时11'端的等开路动电压——二端湿口11'端开附路时22'端的鸽短路箱电流*3僻、含源毙二端推口混怀合型孙伏安集关系*、坡混合I型VC寺R的推偷导假定网络的第一个端口接有电流源，第二个端口有电压源，则可推出混合I型VCR方程及其等效电路。作为策练习笼，请软自行岛完成挥这一彼部分钉的推掘导。*1柴1.妻5.刘2等效境电路例11拥-922'端电钩压解：将网损络内东部独臭立源铸置零螺，求扯得其Z参数陡矩阵荐为求如怜图所瞒示含粉源二泰端口自网络兆的流是控型御伏安己关系杂。11'端电疗压流控埋型伏若安关夺系为管：已知短路导纳矩阵试绘出与此矩阵对应的任意一种二端口网络的电路图，并标出各端口的电压、电流参考方向以及元件的参数值。解：把短路导纳矩阵写成补例钢1：其中和和可分拨别由削图（a）与（b）来获溜得。签因为触它们圈都是三端证网络，不脸需进闸行联崭接的沙有效搞性实枣验即暗可并痒联而莲得图宁（c）牌。（a）（b）（c）为计茶算图序（a）的各克元件往参数嗓值，墨可先宣列出感其节缠点方花程：将此二式与Y参数方程比较可得，，。由此不难解出，，。（a）计算它的Z参数；然后用一方框代表此网络，

在图2（a）中，已知：，。如图（b）中的N。当其输出端接上的电阻负载时，试利用已算得的Z参数确定其输入阻抗。图2（a）（b）补例辫2解：先计算Z参数。当c，d间开路时电路仍如图2（a），这时，设中电流为，则，而电压，。故得，。当a，b间开路，，图2（a）中的受控源可除去，这时故得。其次，我们看图（b）。对N的端口电压、电流均选取两端口网络惯用的参考方向，其输出电压可表示为。以此代入Z参数方程，便可得。由输入阻抗定义。代入已知数据运算得。

图3（a）中N为两端口网络，已知其开路阻抗参数为：，，。它的输入端由内电阻的电压源驱动。试确定从输出端获得的戴维南等效电路。图3（a）（b）补例3另一方面在输入端可列出由第一和第三式联解得解：用代表N输出端的开路电压，考虑到这时，故Z参数方程成为，。以此代入第二式便得戴维南等效电路的电压源电压为求戴维南等效阻抗，应将输入端的电压源短路，从而可得由此式导出代入已知数据运算得故戴维南等效阻抗。

不必计算参数，确定图4所示电路的Y、Z、A及H等四组参数是否都存在。设补例福4解：任何二端口网络只有四个端口变量：对于给定的二端口网络，我们总可以写出两个方程来联系这四个变量。在线性网络的情况下，这些方程可写成如下的形式：式中系数和是常数或是复频变量s的函数，如果这组方程对于任何一对变量都有解，那么这些变量的系数行列式就必不为零。椐此即可判断该二变量所对应的那一组参数是否存在。以本题电路而言，可列出方程：据此可写出判断二口参数是否存在的有关行列式如下：从而饿得知响传输原参数生不存找在，徐其余而三组砍参数都存至在。

图5的网络包含一个理想变压器和一个二端口N。理想变压器的变比n，二端口的开路电阻参数均设为已知。求二端口的输入阻抗和整个网络的输入阻抗。图4补例献5解：按图中所标参考方向，理想变压器的特性方程是把后一式代入二端口的Z参数方程：以上二式中引用的关系来自图5。从此即可求得二端口N的输入阻抗整个网络的入端电压可写成引用上面用Z参数表出的和，便可求出整个电路的输入阻抗对于二端口N来说，其输出端开路时的驱动，现在点阻抗就是，是因为它的输出端已接上了一个有限的负载，该负载的等效阻抗为重点卧：掌握氏含运布算放祖大器棵的电峡路的景分析子方法庭。内容退：电路品模型灯、理康想化签的外爪部特剖性、斜电阻键电路臂分析11秀.6运算宽放大召器的究电阻亚电路简介运算情放大启器（啄简称善运放铜）是启采用爹集成睛电路明技术短制作断的一精种多巴端器返件。它在威一块绑硅片叨上集副成了魄许多邀相连南的晶宏体管出、二笋极管仔、电部阻及则小容笔量电诱容等破元件思，封拳装后型对外号具有差多个枣引脚午。它疗是发顺展最南早、金应用乒最广遭泛的茂模拟脚集成荡电路恳器件捕之一铃，因具其早雅期主矿要用窗于完柜成信蛋号的解加法彼、积劝分、蝇微分钥等运邻算而岸得名礼。运算饭放大由器(op眯er南at疯io帜na答l瓣am玻pl购if献ie讯r)尽管剩运算李放大温器内费部结笑构复籍杂，拼且其静内部抗组成堂也不赏尽相断同，肤但就戚其引裂脚对摧外电召路所姓表现凭出的接伏安续特性姿而言夹可建字立相且同的弟电路公模型固。特别按是其低理想升化后女，对养外电田路具前有非棕常简行单的薪伏安雹特性怒。11闯.6们.1间、多记端元杨件三端电路元件

超过婆三端卫电路捐元件、泰运劲算放雅大器辩的电两路模芬型1、钻实际泽元件有源辱器件崖运算瞎放大午器除枕了具哀有输旱入、典输出额端钮密外，眼还有还其它呢如电赔源、痕调零足等端葬钮。馆实际折集成朋运算捐放大踢器的廉封装阁形式街很多失，引浪出的搬端脚傻也不旦尽相制同。颈一个拜常用横的8脚双墨列直煤插式尿封装愈的单肝集成脸运放冷及其赖管脚神图如字图所呼示。运算拔放大樱器是懂一种对高电粗压增租益、养高输闸入电绕阻和匀低输泼出电惯阻的移放大妙电路。它有像反相页输入渠、同坟相输秩入、取输出未、正霸电源掩、负双电源紧以及视两个马调零岛补偿率七个铅有用页的引础脚，互一个姥悬空党脚。泥其中戚调零桶补偿授是为缠了调锈整运裤放性串能所尘设，秒而电侦源为治运放运算么放大品器提供疗正常愉工作子所需肾的偏盛置电龟压。2、断电路监分析男运算挥放大偿器等效巡寿电路b：表明钟了运惰放的犹电压炸放大旋作用第。当话在运逮放同话相输鸭入端挎输入澡电压u+，反相藏输入白端输默入电贞压u

时，滥受控扰源电赌压为A(u+

u

)。A为运格放的建电压坦增益充，u+

u

被称固为差舅动输崇入电厕压。(a)电路符号u+u

A++uo(b)等效电路+_+_RiA(u+

u-)Rouo_+u+u-Ri为输入电阻Ro为输出电阻电压放大作用（1陈）实急际运跃放电路裤符号滴(a)泡:表明沿分析删只关裙心其订输入货输出大的关苏系！电路爹符号a：反向慨输入唯端，降输入妄电压u-b：同向输入掀端，器输入求电压u+o：输出孔端,买输慰出电瓜压uo实际乖运放啊均有串直流禾电源奔端，谜在电茅路符融号图穗中一飘般不逮画出右，而死只有a,肯b,粉o三端肯和接假地端肯。(其慨中参奶考方娇向如编图所笋示，湖每一盖点均裤为对圈地的斤电压泪，限在接饼地端丸未画折出时虎尤须鸽注意百。)A：开环窄电压抛放大短倍数肉，可盆达十饼几万郊倍。º+_+u-ºa_ud+_u++_uoo+ud_A+b:挎公箭共端竟(接烦地端匠)+_ududu+u-uo_+A+abo输入涉输出离关系uo=A壤(u+-u-)=目Auduo=-秀Au-(反相际）uo=Au+（同相壳）输入袭输出潮关系助的特柏性曲辽线-ε设在a,础b间加静一电骄压ud=u+-u-，则可聪得输区出uo和输全入ud之间图的转源移特封性曲湖线如滤下：Usa洒t-Usa须tεuoudO分三政个区率域：①线降性工犬作区仁：②正孤向饱贷和区备：③反靠向饱岂和区竖：ud>ε,则uo=Usa货tud<-ε,则uo=-Usa背t+_ududu+u-uo_+A+ab实际特性近似特性运放骨具有碎“单剩方向稻”性国质的蝴器件决。等效洒电路温模型Rin：运算际放大室器两射输入令端间慨的输策入电序阻。Ro：运算码放大词器的壮输出描电阻肉。+_A(u+-u-)RoRinu+u--ε

Usat-UsatεuoudO实际特性近似特性u+u

++uoi

i+理想运算放大器（2田）理烧想运圣算放言大器理想父运算寄放大某器满退足：理想混化运穴算放严大器天，满若足A

，Ri

，Ro

0。此时怪，由做于A

，且输蚁出uo为有我限值她，则绵输入宽：u+

u

=游0；又由竭于Ri

，所以屈有i+=i

=盆0。本书为了明确运放元件各端钮满足KCL，在运放元件上画有接地端，即参考点。

在线衔性放圾大区乘，将黎运放香电路佩作如桂下的饰理想悄化处错理：①A

∵uo为有邻限值净，则ud=0夸,即u+=u-，两个脾输入菊端之给间相当依于短狱路(键虚短疏路)吴；②Ri,i+=0祝,i-=0叔。即从光输入处端看恶进去萝，元件膝相当系于开致路(勒虚开支路)芝。理想近运放创的电役路符芦号uoud0Usa后t-Usa幸t电压石转移惨特性万(外桶特性着)理想基运算暮放大斩器的停具体愧做法+_ududu+u-uo_+

+i+i-正向偏饱和贼区ud>0反向杏饱和匹区ud<0反相定比例视器分街析为翁例：+_uo_+A++_uiR1RfRL12R1RiRfRoAu1+_+_u1+_uo+_uiRL运放等效电路21为什哨么可以避把实破际运灭放理妨想化严的例沸题比练较:R1RiRfRoAu1+_+_u1+_uo+_uiRL运放等效电路21用节败点电颈压法抖分析乓：(黑电阻烈用电携导表愈示)(G1+Gi+Gf)un1-Gfun2=G1ui-Gfun1-(Gf+Go+GL)un2=GoAu1u1=un1整理莲，得(G1+Gi+Gf)un1-Gfun2=G1ui(-Gf+GoA)un1-(Gf+Go+GL)un2=0解得因A一般娇很大梦，上北式中珍分母阵中Gf(AGo-Gf)一项疾的值羊比(G1+Gi+Gf)妥(G1+Gi+Gf)要大寻得多价。所状以，旨后一促项可被忽略纤，得此近暗似结座果可狱将运帽放看说作理贡想情该况而浆得到吸。表明uo/ui只取茶决于蜡反馈旦电阻Rf与R1比值挨，负侵号表驼明uo和ui总是税符号么相反重(反烤相比丛例器默)。由理储想运曲放构沙成的指反相潮比例付器：+_uo_+

++_uiR1RfRLi1i2i-u-u+“虚助短”科：u+=u-=0口，i1=uS/R1i2=-uo/Rf“虚座断”奖：i-=打0，i2=i1(1好)倒向炭端和撑非倒糠向端食的输阳入电哲流均驻为零蔑。（容虚断知路）(2棚)对野于公阻共端倒向约输入事端的碗电压谜与非矮倒向饿输入侧端的茄电压衬相等苍。（脂虚短娘路）1.踢规则上：因此哨：含保运算追放大绿器的混电路助的分鸦析11廊.6涉.3含理偶想运脆算放意大器让电路所以u

=u+=衰0因为1、反相放大川器可见，输彻出信莲号uo与输编入信组号ui反相。上式程表明绪反相征放大店器电在压增晋益仅翅由外务接电扒阻Rf与R1之比读决定赢，与理想粗运算糖放大讯器参广数无沙关，故乳其又音称为导反相肃比例罩运算哭电路伸。2、同相员放大甜器同相放大器ui

++uo+_RfR1ifi1i

i+图为截同相咏放大神器，槽输入般信号ui加在秋同相豪输入造端。同相裤放大游器的家电压蚁增益此时雷，输广出信怎号uo与输辨入信厚号ui同相寺，上贫式表已明同倦相放味大器柱电压父增益车总是抬大于尿或等愧于1。例11蹄-1惕0由i

=i+=坛0，则i1=if求图升示电竭路输叙出电红压uo与输搅入电单压ui之比Au解：可得2.划正俯相比劫例器u+=u-=uii+=i-=0uo=(R1+R2)/R2ui=(丧1+R1/R2)ui_+

+RiuiR1R2u+u-i-+_uo+_i+(uo-u-)/R1=u-/R23.塘加煎法器比例励加法拉器：y=a1x1+a2x2+a3x3，符号振如下仆图：ui1/R1+ui2/R2+ui3/R3=-uo/Rfuo=-(Rf/R1ui1+Rf/R2ui2+Rf/R3ui3)u-=u+=0i-=0∴+_uo_+

+R2Rfi-u+u-R1R3ui1ui2ui3a1a2a3-1-yyx1x2x33、王加(减）法器当R1=R2=R3=R时，吨可得又因帜为i

=惭0，则if=i1+i2+i3因为u

=u+=执0，所以罪有所以搬有输出补4舒.及电压拌跟随笛器特点幻玉：①渐输入饭阻抗卧无穷度大(煤虚断趣)；②冰输出滚阻抗悼为零静；应用察：在雄电路申中起燃隔离落前后且两级桂电路恼的作承用。③uo=ui。_+

++_uo+_ui例可见医，加剑入跟貌随器震后，批隔离椅了前供后两繁级电值路的是相互维影响报。R2RLR1+_u2+_u1_+

++_uiR1R2RL+_u24、微、鹅积分被器(a)微分器i1i

++uoRifi+Cui(b)积分器i1i

++uoRifi+Cui图(a)为微顿分器勇电路遭。因为u

=u+=养0输出uo等于肿输入ui的微埋分图(b)为积怪分器罪电路校。因为u

=u+=夏0，i

=0，输出uo等于幸输入ui的积招分。例11浓-1斜1可见叮，输踢出等店于两雾输入字量之老差，友故图距示电侨路又送称为男减法湾器。求图请示电适路输舒出电短压uo与输昌入电吼压ui1、ui2之间背的关绒系又因姓为u

=u+，消去u

、u+解得解：图示月电路椅中，由i+=猪0，可得又由i

=闸0，可得例11黎-1扰2ui(t)暖=串10拆e

t/τ

RC=意10

103

0.脉01

10

6=决1

10

4s如图锡所示杨的含塘理想色运算落放大举器电诱路中肤，在t≥0时，呈输入闻信号ui(t)拜=滤10闷e

t/τ(m安V)，其中刺，τ=犬5

10

4s，电容擦上起吗始电院压为悦零，择试求破输出谦电压uo(t)。

t≥0

由图兴所示桌电路共有解：采用s域分手析。际已知5.股积身分器u-=0i-=0iR=iC积分枝环节C+_uo_+

++_uiRiCi-u-iRx-yy-1

总结掠：1、盏应用垦规则丛；2、圣应用居结点要电压绳法列弹方程男。*RC有源伯滤波塑器——饶低通夸滤波锡器上属限截碰止频传率——喘反相砖放大爱器电宋压增星益——旬低通呆滤波搂器上棒限截神止频摆率——驾同相股放大惭器电盏压增粪益*RC有源萌滤波条器(震续)*一滚阶有龟源高筒通滤偿波器11饥.7锣回扰转器既和负驾阻抗眯变换必器端口桶伏安饥关系港：u1=

ri2，u2=ri1或i1=gu2，i2=

gu1式中：r——回转筑电阻g=1舟/r——回转苗电导回转寒器吸避收的抽功率梳为：p=u1i1+u2i2=

ri2i1+ri1i2=考0回转泛器不睬消耗灾功率亿，也指不发破出功煎率，斑为线碰性无傍源又是签非互域易元钻件。1、回转壳器电垒路模碧型回转漆器电变感－谦电容样回转洋成电感任或反葵之等效驴电感属为：Leq=r2CZi短n22叔‘端腊负载谈的导纯纳讨论当负载为纯电容C时，11‘相当于当负载为纯电容L时，11‘相当于等效南电感煮为：Ceq