第十二章二端口网络

1、第12章 二端口网络通过引出一对端钮与外电路连接的网络常称为二端网络，通常分为两类即无源二端网络和有源二端网络。二端网络中电流从一个端钮流入，从另一个端钮流出，这样一对端钮形成了网络的一个端口，故二端网络也称为一端口网络。如图。在正弦稳态电路中， 可见端口的两个物理量仅需一个参数去联系。+_§121 二端口网络如图所示的四端网络，如果满足，则称该网络为二端口网络。其中11 端口称为输入端口，22 端口称为输出端口。在输入端口处加上激励，在输出端口处产生响应。+_+_12对于线性无源的二端口网络，端口共有四个物理量, 要研究端口的电压和电流之间的关系，任选其中两个为自变量，则另外两个就

2、为因变量。 可见两个端口上的四个物理量需四个参数去联系。根据不同的组合方式，就有六种不同的二端口参数方程，这里只介绍常用的四种参数。可逆二端口网络：满足互易定理的二端口网络。对称二端口网络：如果将二端口网络的输入端口(端口11)与输出端口(端口22)对调后，其各端口电流、电压关系均不改变，这种二端口网络称为对称二端口网络，这种网络从联接结构看也是对称的。§122 二端口网络方程和参数12 12注意：讨论二端网络的网络方程式，其端口上电压、电流的参考方向必须向内关联。一、Y参数方程和短路导纳矩阵取作自变量，作因变量 记为 +_其中 +_ 可见，Y参数又叫短路导纳参数。可逆二端口满足 。

3、对称二端口满足 ， 。例1：求如图所示二端口的Y参数。j4S+_+_解法1：此电路属于型网络。列写端口KCL方程。 则 +_解法2：按Y参数的定义计算。 +_二、Z参数方程和开路阻抗矩阵。+_+_12记为 +_+其中 +_可见，Z参数又叫开路阻抗参数。可逆二端口满足 。对称二端口满足 ， 。例2 ：求如图所示二端口的Z参数。1+_2+_+_解：此电路属于T型网络。列写端口KVL方程。 对于给定的二端口网络，有的只有Z参数，没有Y参数。也有的二端口网络却相反，没有Z参数，只有Y参数。还有的二端口网络既没有Z参数，也没有Y参数，如理想变压器。*_+对于大多数二端口网络既可用Z参数表示，也可用Y参数

4、表示。 此外还可用下述其他形式的参数表示。三、H参数方程和混合参数矩阵。+_+_12 +_+_=0记 为混合参数矩阵。+_=0_+其中 短路法 开路法可逆时 对称时 ， 四、T参数方程和传输参数矩阵+_+_+_+_ 记 T 例 3 ：已知 ，求T参数。解: 例4: 求如图所示二端口的和参数。*_+*+_解: §12-3 二端口网络的等效电路一、可逆二端口网络：参数描述+_+_等效电路如下图。可逆时 ，等效电路如下图。+_+_二、不可逆二端口网络 等效电路如下图。+_+_+_§12-4 二端口网络的转移函数根据转移函数的定义，二端口网络端口的转移函数有转移阻抗、转移导纳、转移

5、电压比、转移电流比，可用二端口网络的参数(Z、Y、H或T参数)来表示。+_+_ 在工程上大多数二端口网络如放大器、滤波器等都是在输出端口接负载ZL，在输入端口接实际电压源(用电压源S与内阻抗ZS的串联支路表示)，如图所示。T+_+_+_一、转移电压比1. 当只考虑ZL时的转移电压比 由于 可见，当只考虑负载阻抗ZL时的转移函数，不仅与其本身的参数有关，还与端接阻抗ZL有关。2. 当同时考虑ZS和ZL时转移电压比， 由于 二、输入阻抗与输出阻抗1. 输入阻抗 由二端口网络的输入端口向右看进去的阻抗Zi称为输入阻抗或策动点阻抗，如图所示。+_+_Z iZ L由于 和 则 上式表明输人阻抗不仅与二端

6、口网络的参数有关，而且与负载阻抗有关。对于不同的二端口网络，接同一个ZL，Zi不同；对于同一个二端网络，接不同的负载ZL，Zi也不同，因此二端口网络具有变换阻抗的作用。2.输出阻抗 将电压源S与负载ZL都移去，但输入端口处仍然保留实际电压源的内阻抗ZS(如下图所示)，这时输出端口2和电流2之比称为二端口网络的输出阻抗Z0。+_+_Z S由于 和 其中故 3.特性阻抗 在对称二端口网络中，若适当选择ZS及ZL的值，使它们满足ZiZS= ZoZL= ZCZC称为对称二端口网络的特性阻抗。对称二端口网络的特性阻抗也称为重复阻抗。T特性阻抗仅由二端口网络的本身参数来确定，与负载阻抗ZL和电源内阻抗ZS

7、无关。对称二端口网络的特性阻抗还可以运用实验方法获得：例：求图示电路中的电流。+_Zeq解：本例题在第7章中已介绍，可采用戴维南定理求。在第七章中，利用开路、短路法求得等效阻抗。由电路结构可见，此时该电路中存在一个对称二端口网络，且 可见利用特性阻抗的概念，可快捷地求出该电路的戴维南等效阻抗。§12-5 二端口网络的联接一、二端口网络的级联11+_+_22+_+T解：二、二端口网络的并联三、二端口网络的串联：四、二端口网络的串并联：+_+_+_+_ §12-6 运算放大器运算放大器是一种电压放大倍数很高的放大器，不仅可用来实现交流信号放大，而且可以实现直流信号放大，还能与其

8、他元件组合来完成微分、积分等数学运算，因而称为运算放大器。目前它的应用已远远超出了这些范围，是获得最广泛应用的多端元件之一。一、电路符号a+_+Ab+_+15V-15V_+ Aobaa端反相输入端：在o端输出时相位相反。b端同相输入端：在o端输出时相位相同。o端输出端A放大倍数，也称作“增益”（开环放大倍数：输入端不受o端影响）。二、端口方程：三、电路模型：+_+a_+_+bo+_+a_+_+bo+_o+_ab_+_+_+Aabo四、常用接法理想化：ua0。“虚地”：可把a点电位用0代入，但不能直接作接地处理。五、含理想运放的电路分析分析方法：节点电压法。采用概念：“虚短”，“虚断”，“虚地”。避免问题：对含有运放输出端的节点不予列方程。求解次序：由最末一级的运放输入端开始，逐渐前移。+_+_+例1：解： 例2：_+_+_+cba+解： _+_+_+ab例3：解：_+_abc+_例4：解： 若要求输入端等效电