二端口网络分析.ppt

1、第15章双端口网络分析，重点是1。双端口参数和方程，2。双端口等效电路，3。双端口连接，5。双端口传递函数，4。双端口网络特性阻抗，15.1双端口概述。在工程实践中，当研究信号和能量传输以及信号转换时，经常会遇到以下电路。放大器、滤波器、变压器、1。端口，由一对端子组成，满足以下端口条件：从一个端子流入的电流等于从另一个端子流出的电流。2.双端口。当一个电路通过两个端口与外部电路相连时，它被称为双端口网络。二端口网络与四端口网络、二端口网络、四端口网络之间的关系，如果两个端口中的两个端口之间存在外部连接，就会破坏两个端口的原始端口条件。1-1 2-2是双端口网络，3-3 4-4不是双端口网络，

2、而是四端口网络。3.二端口网络、线性二端口和非线性二端口、时变二端口和非时变二端口、集中式参数二端口和分布式参数二端口、无源二端口和有源二端口、双向二端口(满足互易定理)和单向二端口的分类。对称双口和非对称双口、平衡双口和非平衡双口、L形双口、T形双口、X形双口等。根据组成网络的连接形式，没有独立电源和初始储能的二端口网络也称为松弛二端口网络，否则称为非松弛二端口网络。4.研究了双端口网络的意义。(1)双端口网络应用广泛，其分析方法易于应用于N端口网络。(2)大型网络可分为多个子网(两个端口)进行分析；(3)当只研究端口特性时，可以用双端口网络的电路模型进行研究。5.分析方法，(1)分析前提：

3、讨论零初始条件下的无源二端口网络；(2)找出两端口电压电流关系的独立网络方程。这些方程由一些参数表示。表示同意，1。讨论范围：线性R、L、C、M和线性受控源，不包括独立源(松弛网络)。参考方向如图15.2所示，两个端口的参数和方程，四个端口的物理量，六个不同的端口电压和电流方程，即六组参数可以用来描述两个端口的网络。1。相量形式的y参数和方程(正弦稳态)。如果一个电压源被施加到两个端口，端口电流可以被认为是这些电压源的叠加。即：Y参数方程，(1)Y参数方程，以矩阵形式写成：Y参数值由内部参数和连接关系决定。Y参数矩阵。(2)物理意义以及Y参数、输入导纳、转移导纳、转移导纳、输入导纳、Y短路导纳

4、参数的计算和测量，示例1，解决方案和Y参数。例2，解，y参数。直接求解方程，在上面的例子中，倒数两个端口的四个参数中只有三个是独立的。(3)互易二端口(满足互易定理)，电路结构一般为对称二端口。在上例中，当Ya=Yc=Y，Y11=Y22=Y Yb时，对称的两个端口只有两个参数是独立的。对称双端口意味着两个端口在电气特性上是对称的。具有不对称结构的两个端口的电特性可以是对称的，并且这两个端口也是对称的两个端口。(4)对称的两个端口，对称的两个端口，例如，解和y参数。是一个互反对称双端口，具有2。z参数和方程。如果将电流源施加到两个端口中的每一个，端口电压可以被视为这些电流源的叠加。即Z参数方程，

5、(1)Z参数方程，或Z参数方程可由y参数方程得到，即。其中=Y11Y22 Y12Y21，其矩阵形式为z参数矩阵，(2)z参数的物理意义及计算和测量，也称为开路阻抗参数、转移阻抗、输入阻抗、输入阻抗和转移阻抗。互易二端口符合3360，对称二端口符合3360。并非所有双端口都有Z和Y参数。(3)互易性和对称性，注意，不存在，不存在，也不存在，例1，找到Z参数，解1，解2，列出KVL方程：例2，找到Z参数，解，列出KVL方程：例3，找到Z，Y参数，解，3。测试参数和方程(2)物理意义、测试参数的计算和测量、转移导纳、转移阻抗、转移电压比和转移电流比。从(2)，代入(3)到(1)得到：Y参数方程，(3

6、)互易性和对称性，其中互易二端口和对称二端口：例1 (1) H参数和方程，矩阵形成：H参数矩阵，(2)计算和测量H参数的物理意义，(3)互易性和对称性，例如互易二端口：15.3二端口网络的特征阻抗，1。假设网络N的T参数已知，假设网络N的T参数已知，当输入端与负载ZL1相连时，输出端阻抗为0。该公式还表明输出端负载随输入端负载的变化而变化，即双端口网络可以进行阻抗变换。以上两个结论表明双端口网络可以实现双向阻抗变换。众所周知，当输出端连接到负载ZL2时，输入阻抗是在负载处于两种极端情况下时，即根据定义，双端口网络的输入特性阻抗等于和的几何平均值：2。输入特性阻抗和输出特性阻抗。类似地，已知当输

7、入端连接到负载ZL1时的输出阻抗在两种极端情况下，即，根据定义，双端口网络的输入特性阻抗等于和的几何平均值：和输出特性阻抗。因为总和只与网络参数有关，与外部电路无关，所以称为双端口网络的特征阻抗。3。对称双端口网络的特征阻抗当双端口网络对称时，如果T参数中的A=D，则存在，然后您会发现，当负载ZC连接到对称双端口网络的输出(输入)端时，从输入(输出)端看到的阻抗等于ZC。因此，我们也称ZC为重复阻抗。此时，双端口网络的特性阻抗非常重要。当双端口网络的负载阻抗ZL2等于输出端的特性阻抗ZC2时，其输入阻抗Zi1将等于输入端的特性阻抗ZC1。属性1。证明了当双端口网络的负载阻抗ZL1等于输入特性阻

8、抗ZC1时，其输出特性阻抗Zi2将等于输出特性阻抗ZC2。性质2，证明了当双端口网络的输入端与负载阻抗ZL1=ZC1相连，输出端与负载阻抗ZL2=ZC2相连时，信号通过网络时的能量损耗最小，网络的这种工作状态称为“全匹配”。例如，性质3，已知网络N的T参数是A=4/3，B=1，C=1/3，D=1，并且还已知R2=1，R1=ZC1(特性阻抗)，us=22cost，并且找到电流i3。解决方法：首先从左边2-2找到戴维宁。根据二端口网络的特征阻抗特性，可以知道由T参数方程得到的开路电压，即此时电路是等效的，根据理想变压器的特征方程，无源二端口网络可以用15.4二端口网络等效电路的简单二端口等效模型代

9、替。需要注意的是：(1)等效条件：等效模型的方程与原双端口网络的方程相同；(2)根据不同的网络参数和方程，可以得到完全不同结构的等效电路；(3)等效的目的是便于分析。1.z参数表示的等效电路。方法1。直接从参数方程得到等效电路。方法2:采用等效变换。如果网络是互易的，上图就变成了T型等效电路。2.由Y参数表示的等效电路。方法1:直接从参数方程得到等效电路。方法2:采用等效变换。如果网络是互易的，上图成为类型等效电路。注，(1)仅等同于(2)在满足相同网络方程的条件下，两端口网络的等效电路模型不是唯一的；(3)如果网络是对称的，等效电路也是对称的。类型(4)和T等效电路可以互换。根据其它参数与Y

10、、Z参数的关系，可以得到用其它参数表示的式(4)和T等效电路。例如，用给定的y参数绘制任何两端口等效电路。从矩阵中，我们可以看到这两个端口是相互的。因此，无源双端口网络可以用作等效电路。T型等效电路可以通过T型变换得到。例如，找到双端口网络的等效电路，如图2所示。求解，列写节点方程如下：整理，即，这两端口网络似乎可以等效为由Y参数表示的等效电路：注意：等效电路中的导纳出现负值，这显然不符合原线性网络的性质，所以上图中的等效电路无效。负数是由受控源引起的，因此节点方程改写如下：此时，应将其视为受控电流源，一个复杂的双端口网络在某种程度上可视为几个简单双端口的连接，这将简化电路分析；1。级联(ch

11、ain)，t，let，即级联后，那么，即结论，级联后得到的复合二端口t参数矩阵等于级联二端口t参数矩阵的乘积。上述结论可推广到n个双口叶栅的关系。请注意(1)级联时，t参数是矩阵乘法关系，而不是相应的元素乘法。显然，(2)级联连接时不会破坏每两个端口的端口条件。例如，很容易找到，T1，T2，T3，然后，2。并联方式如下。在并联中使用Y参数是很方便的。并联后，可以得出两端口并联得到的复合双端口Y参数矩阵等于两个双端口Y参数矩阵之和的结论。注：(1)当两个端口并联时，端口条件可能被破坏，上述关系无效。端口状态在并联后被破坏。(2)具有公共端的两个端口(由三端网络形成的两个端口)，将公共端合并在一起

12、不会破坏端口条件。(3)检查并联端口条件是否满足的方法：并联输入端与电压源连接，Y和Y的输出端分别短路。如果两个短触点之间的电压为零，则输出端并联后，输入端仍能满足端口条件。同样，您可以检查输出是否满足端口条件。3。串联、和的连接方式如图所示，使用Z参数很方便。得出串联后的复合二端口Z参数矩阵等于原二端口Z参数矩阵之和的结论。并且可以扩展到n端口串联。注：(1)串联后端口条件可能会被破坏。检查端口条件。端口条件被破坏！(2)具有公共端的两个端口，当公共端串联时，端口条件不会被破坏。港口状况不会被破坏。(3)检查串口条件是否满足的方法：输入串口终端与电流源连接，A和B之间的电压为零，那么输出端串

13、联后输入端仍能满足串口条件。同样，您可以检查输出是否满足端口条件。15.6双端口网络功能。当输入端口与电源连接，输出端口与负负载连接时，双端口网络通常工作。研究这种双口问题相当于研究双口的网络功能。1.当二端口网络的传递函数没有终止时，二端口网络没有外部负载，网络的激励源没有内部电阻，我们称之为无终止二端口网络；否则，它被称为带终端的双端口网络。无终端双端口网络有四种传递函数：电压传递函数、电流传递函数、传递阻抗、传递导纳、(1)电压传递函数。如果Z参数方程已知为(输出开路)，则可以获得开路电压传递函数，或(2)电流传递函数。Y参数方程被称为，let，(输出短路。让(输出端打开)在Z参数方程中得到转移阻抗；(4)转移准入；让(输出端短路)在Y参数方程中得到转移导纳；2.双端口网络有一个传递函数。根据Y参数方程，有一个带终端的双端口网络；(1)首先，只考虑输出端与负载ZL(单端)相连的情况，将其代入Y参数方程。转移导纳：(2)考虑到双端连接(双端连接)的情况，带终端连接的