端口网络参数及等效电路课件

1、端口网络参数及等效电路1 端口网络参数及等效电路2 1122 ,IIII . . 2U 2I 2 I 2 2 . . 1U 1I 1 I 1 1 端口网络参数及等效电路3 12,U U12,II 121 1112 122 2122 UZIZI UZIZI 11 1112 2122 22 ZZUI ZZ UI UZ I . . 2U 2I2 2 . . 1U 1I 1 1 1112 2122 ZZ Z ZZ 端口网络参数及等效电路4 . . 2U 2I2 2 . . 1U 1I 1 1 端口网络参数及等效电路5 . . 2U 2I2 2 . . 1U 1I 1 1 端口网络参数及等效电路6 .

2、. 2U 2I2 2 . . 1U 1I 1 1 端口网络参数及等效电路7 2j2+j j14+j Z 1I -j2 j1 2I . . . . 1U 2U . . 2I 4 I 端口网络参数及等效电路8 12,U U 12,II 112 1112 212 2122 IY UY U IY UY U 11 1112 2122 22 YYIU YY IU IYU 1112 2122 S YY Y YY . . 2U 2I2 2 . . 1U 1I 1 1 端口网络参数及等效电路9 端口网络参数及等效电路10 1I 2S j4S -j1S 2I . . . . 1U 2U . . . . 2j4j4

3、 S j4j3 Y 端口网络参数及等效电路11 1 1 2 2 2I + _ + _ 1U2U 1 + _ 14I 2 3 1I 83 75 Z 1 1 83530.260.161 S 75780.370.4219 YZ 端口网络参数及等效电路12 端口网络参数及等效电路13 12,I U 21,UI 112 1112 212 2122 UHIH U IHIH U 11 1112 2122 22 HHUI HH IU 1112 2122 HH H HH . . 2U 2I2 2 . . 1U 1I 1 1 端口网络参数及等效电路14 1 11 2 1 0 | U U H I 2 21 2 1

4、0 | U I H I 112 1112 212 2122 UHIH U IHIH U . . 2U 2I2 2 . . 1U 1I 1 1 端口网络参数及等效电路15 1 11 2 1 0 | U U H I 2 21 2 1 0 | U I H I 112 1112 212 2122 UHIH U IHIH U 1 12 1 2 0 | I U H U 2 22 1 2 0 | I I H U . . 2U 2I2 2 . . 1U 1I 1 1 端口网络参数及等效电路16 端口网络参数及等效电路17 . . . . 1U2U 1I 2I 0 0 n H n 端口网络参数及等效电路18 1

5、 1 2 2 1I2I + _ + _ 1U R1 Yb R2 1I 2U 1 2 0 1 R H R 端口网络参数及等效电路19 22,()UI11,UI 212 122 () () UAUBI ICUDI AB T CD . . 2U 2I2 2 . . 1U 1I 1 1 端口网络参数及等效电路20 . . 2U 2I . . 1U 1I. . * 2U * 2I . . * 1U * 1I 12 TTT 端口网络参数及等效电路21 端口网络参数及等效电路22 121 1112 122 2122 (1) (2) UZ IZI UZIZI 1111221221 2121 22 2121 1

6、 ZZ ZZ Z ZZ T Z ZZ 22 122 2121 1 ()(3) Z IUI ZZ 1122111122111221 222122 12 21212121 ()()() ZZ ZZZ ZZ Z UUIZIUI ZZZZ 端口网络参数及等效电路23 . . . . 1U2U 1I 2I . . 10 20 11 S 52 T 02 2 2S 5 H 端口网络参数及等效电路24 端口网络参数及等效电路25 端口网络参数及等效电路26 端口网络参数及等效电路27 1I 2I . . . . 1U 2U . . Z1Z2 Z3 121 1112 122 2122 UZIZI UZIZI 1

7、121 111212 1222 122212 ()() ()() UZZIZII UZIIZZI 端口网络参数及等效电路28 1I 2I . . . . 1U 2U . . Z11-Z12 Z22-Z12 Z12 1121 111212 1222 122212 ()() ()() UZZIZII UZIIZZI 端口网络参数及等效电路29 1112 111212 2212 121222 ()() ()() IYYUYUU IYUUYYU 1I 2I . . . . 1U 2U . . Y2 Y3 . . Y1 112 1112 212 2122 IY UY U IY UY U 端口网络参数及等

8、效电路30 1I 2I . . . . 1U 2U . . -Y12 Y22+ Y12 . . Y11+ Y12 1112 111212 2212 121222 ()() ()() IYYUYUU IYUUYYU 端口网络参数及等效电路31 . . . . 2I 211 ZI 2 U 122 ZI 1I 1 U Z11Z22 121 1112 122 2122 UZIZI UZIZI 1121 111212 12212 1222122112 ()() ()()() UZZIZII UZIIZZIZZI 端口网络参数及等效电路32 1I 2I . . . . 1U 2U . . Z11-Z12

9、Z22-Z12 Z12 12II 1 2112 ()ZZI 1121 111212 12212 1222122112 ()() ()()() UZZIZII UZIIZZIZZI 端口网络参数及等效电路33 端口网络参数及等效电路34 sU . 2U 2I 2 2 1U 1I 1 1 Zs sU ZL . . . 端口网络参数及等效电路35 Zi . 2U 2I 2 2 1U 1I 1 1 ZL . . . 122 122 22 () () () L L i i L AZB Z CZD UAUBI Z ICUDI UZI 此式表明：输入阻抗不仅与网络参数此式表明：输入阻抗不仅与网络参数 有关，

10、还和负载阻抗有关。对于不同有关，还和负载阻抗有关。对于不同 的网络，的网络，Zi与与ZL的关系不同，故二端的关系不同，故二端 口网络具有变换阻抗的作用。口网络具有变换阻抗的作用。 端口网络参数及等效电路36 Zo . 2U 2I 2 2 1U 1I 1 1 Zs . . . 2 o 2 S S U Z I DZB CZA 此式表明：输出阻抗不仅与网此式表明：输出阻抗不仅与网 络参数有关，还和电源内阻有关。络参数有关，还和电源内阻有关。 当然，输入阻抗和输出阻抗也当然，输入阻抗和输出阻抗也 可用其它参数表示。可用其它参数表示。 端口网络参数及等效电路37 引入输入阻抗和输出阻抗后，图引入输入阻抗

11、和输出阻抗后，图(a)可等效成图可等效成图(b)或图或图(c)。 . 2U 2I 2 2 1U 1I 1 1 Zs sU ZL . . . (a) 1U 1I 1 1 Zs sU Zi . . (b) . 2 2 2U 2I Zo ocU ZL . (c) 端口网络参数及等效电路38 . . 2U 2I 2 2 . . 1U 1I 1 1 端口网络参数及等效电路39 . . 2U 2I 2 2 . . 1U 1I 1 1 122 122 () () UAUBI ICUDI 2 2 1 0 1 u I U K AU 转移电压比转移电压比 转移电流比转移电流比 转移阻抗转移阻抗 转移导纳转移导纳

12、2 2 1 0 1 i U I K DI 2 2 1 0 1 T I U Z CI 2 2 1 0 1 T U I Y BU 端口网络参数及等效电路40 . 2U 2I 2 2 1U 1I 1 1 ZL . . . 2L L1 u UZ K AZBU 得得 122 122 2L2 () () () UAUBI ICUDI UZI 由由 端口网络参数及等效电路41 . 2U 2I 2 2 1U 1I 1 1 Zs sU ZL . . . 2 L LsL s () u ZU K AZBZ CZD U 得得 122 122 22 s1S1 () () () L UAUBI ICUDI UZI UUZ

13、 I 由由 端口网络参数及等效电路42 . 2U 2I 2 2 1U 1I 1 1 Zs sU ZL . . . s eq s DZB Z CZA s oc s U U CZA * eq L ZZ 2 oc max L 4Re U P Z 端口网络参数及等效电路43 . 2U 2I 2 2 1U 1I 1 1 Zs sU ZL . . . (a) 1U 1I 1 1 Zs sU Zi . . (b) . 2 2 2U 2I Zo ocU ZL . (c) 一般情况下，一般情况下， SioL ,ZZZZ 端口网络参数及等效电路44 1U 1I 1 1 Zs sU Zi . . . 2 2 2U

14、2I Zo ocU ZL . C C C AZB Z CZD L i L AZB Z CZD 得：得： C B Z C 在对称二端口网络中，若适当选择在对称二端口网络中，若适当选择Zs、ZL的值，使它们满足：的值，使它们满足： Zi=Zs=Zo=ZL =ZC，ZC称为对称二端口网络的称为对称二端口网络的特性阻抗特性阻抗（重复阻抗重复阻抗） 端口网络参数及等效电路45 1U 1I 1 1 Zs sU Zi . . . 2 2 2U 2I Zo ocU ZL . 在对称二端口网络中，若适当选择在对称二端口网络中，若适当选择Zs、ZL的值，使它们满足：的值，使它们满足： Zi=Zs=Zo=ZL =Z

15、C，ZC称为对称二端口网络的称为对称二端口网络的特性阻抗特性阻抗（重复阻抗重复阻抗） C B Z C 端口网络参数及等效电路46 i A Z C L Z i0 B Z D 0 L Z ii0C ABB ZZ Z CDC L i L AZB Z CZD s o s DZB Z CZA oo0 B ZZ C 2 1 2 0I U A U 2 1 2 0I I C U 2 1 2 0U I D I 2 1 2 0U U B I 端口网络参数及等效电路47 例例: 求图示网路特性阻抗求图示网路特性阻抗ZC。 答案答案 Cii0 ZZZ1000360600 1 1 2 2 1I + _ + _ 2002

16、00 800 2I 1U2U 端口网络参数及等效电路48 0I . . 8 20 0 V o j6 j16 j16 -j4 -j4 0I g 端口网络参数及等效电路49 0I j6 . . 8 20 0 V o j16 j16 -j4 -j4 0I g oc eq sc 8 U Z I 端口网络参数及等效电路50 seq 8 C ZZZ j6 . . 8 20 0 V o j16 j16 -j4 -j4 0I g 端口网络参数及等效电路51 如果把一个复杂的二端口网络看成是由若干个简单的二如果把一个复杂的二端口网络看成是由若干个简单的二 端口按某种方式连接而成，这将使得电路分析得到简化。端口按

17、某种方式连接而成，这将使得电路分析得到简化。 另一方面，在设计和实现一个复杂的二端口网络时，另一方面，在设计和实现一个复杂的二端口网络时， 也可用简单的二端口网络作为也可用简单的二端口网络作为“积木块积木块”，把它们按一定，把它们按一定 的方式联接成具有所需特性的二端口网络。的方式联接成具有所需特性的二端口网络。 一般说来，设计简单的部分电路并加以连接要比直接一般说来，设计简单的部分电路并加以连接要比直接 设计一个复杂的整体电路容易些。因此讨论二端口的连接设计一个复杂的整体电路容易些。因此讨论二端口的连接 问题非常重要。问题非常重要。 端口网络参数及等效电路52 满足串联的特点：端口电流相等；

18、满足串联的特点：端口电流相等； 端口总电压为两子网络端口电压之和。端口总电压为两子网络端口电压之和。 N1 1 1 2 2 + _ + _2 U N2 1 1 2 2 + _ + _ 2I + _ 1U + _ 1I 2I 2U 1 U 1 U 1I 2 U 端口网络参数及等效电路53 11111 22222 1111 1212 2222 UUUUU UUUUU IIII ZZZZZ IIII N1 1 1 2 2 + _ + _2 U N2 1 1 2 2 + _ + _ 2I + _ 1U + _ 1I 2I 2U 1 U 1 U 1I 2 U 端口网络参数及等效电路54 满足并联的特点：

19、端口电压相等；满足并联的特点：端口电压相等； 端口总电流为两子网络端口电流之和。端口总电流为两子网络端口电流之和。 N1 1 1 2 2 1 I + _ + _ N2 1 1 2 2 + _ + _ + _1 U + _ 1I 2U 2U1 U 2U 1U 2 I 2 I 2 I 1 I 12 YYY 端口网络参数及等效电路55 . . 2 U 2 I . . 1 U 1 I . . 2 U 2 I . . 1 U 1 I 1I 1U2 U 2I 112212121212 12 112212121212 ABABA AB CA BB D TTT CDCDC AD CC BD D 端口网络参数及

20、等效电路56 12 HHH . . 1U 1I . . . . 2U 2I 端口网络参数及等效电路57 0.5j25 j0.02S1 AB CD AB CD s1 0 AI ZL . 15 . 10 max 200 1W 450 P 端口网络参数及等效电路58 21215()UUI. 15 . 10 2U 2I 1U 1I . . . . 1 12220.12.5() 10 U IIUI * 115 0.12.5 T * 0.5j0.315j25 0.05j0.052.5j2.5 ABAB TT CDCD 2 soc 2 0 1 10 245 V| I UUI C 端口网络参数及等效电路59

21、2 scs 2 0 1 | U III D oc eq sc 50 UD Z C I max 200 1W 450 P 端口网络参数及等效电路60 一、电路模型及其方程一、电路模型及其方程 1 1 2 2 1 i 2 i + _ + _ 1 u 2 u g(r) 回转器是一种二端口元回转器是一种二端口元 件，可以用晶体管或运算放件，可以用晶体管或运算放 大器的电路来实现。理想回大器的电路来实现。理想回 转器的电路模型如图所示，转器的电路模型如图所示， 图中箭头表示回转方向。图中箭头表示回转方向。 在图示参考方向下，理想回转器端口的伏安关系为：在图示参考方向下，理想回转器端口的伏安关系为： 1212 2121 iguuri iguuri 或或 r回转电阻回转电阻 g回转电导回转电导 端口网络参数及等效电路61 . . . . 1 1 2 2 12 igu 211 ()ig ugu ()gg 1 1 2 2 1 i 2 i + _ + _ 1 u 2 u g(r) 12 21 igu igu 端口网络参数及等效电路62 12 21 igu igu + _ + 1 1 2 2 1 i 2 i + _ + _ 1 u 2