二端口网络精品课件

1、二端口网络第1页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日11-1 二端口网络概述 图a为一端口网络。用一端口的概念分析电路时只关心端口电压与电流的关系。线性网络(a) 一端口网络线性网络(b) 二端口网络 图b为二端口网络。其每个端口对应端子上的电流大小相等、方向相反。若不满足此条件，则称为四端网络。 用二端口的概念分析电路时，一般也不涉及网络第2页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日内部的问题，只关心端口电压与电流的关系。这种关系可以用一些参数 来描述，这些参数只取决于网络本身的元件和连接方式。线性网络(b) 二端口网络 本章介绍的二端口网络由线性电阻、电容、

2、(耦合)电感和受控源组成，不含任何独立电源。 本章介绍的无源二端口网络，是指不含受控源；含源二端口网络，是指含有受控源。 应用运算法分析二端口网络时，规定为零状态，即不存在附加源。第3页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日二端口网络举例放大电路反馈网络第4页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日11-2 二端口网络的方程和参数 图示二端口网络中， 可看作外施同频率激励，两个响应电流可用叠加法求出。一般形式为Y参数方程称为Y参数，具有导纳性质。将上式写成矩阵形式第5页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日Y参数又称：为短路导纳参数。 端口 的短路

3、输入导纳 端口 的短路输入导纳由Y参数方程可得 Y参数可以按上述各式计算或实验获得。其中 称为Y参数矩阵。第6页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日【例11-1】求图示网络的Y参数。解 方法一 用短路法求Y参数口短路，见图b得出口短路，见图c第7页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日得出可得对无源二端口网络 含有受控源时 在 时，若还有 则此网络称为电气对称，或称为对称二端口网络。方法二 对图a所示电路直接建立方程第8页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日 结构对称的二端口网络显然一定是对称的。但电气对称的二端口网络，结构不一定对称。无源二

4、端口四个参数只有三个独立对称二端口四个参数只有两个独立 设图示二端口由同频正弦电流源 驱动，用叠加定理可求出Z参数方程称为Z参数，具有阻抗性质。将上式第9页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日写成矩阵形式称为Z参数矩阵。由Z参数方程得Z参数可以按上述各式计算或实验获得。 端口 的开路输入阻抗 端口 的开路输入阻抗Z参数又称：开路阻抗参数。第10页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日【例11-2】求图示网络的Z参数。解 方法一 用开路法求Z参数口开路，见图b得出口开路，见图c第11页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日得出方法二 对图a所示电

5、路直接建立方程可得 互易定理可以证明：由线性R、L(M)、C元件构成的任何无源二端口网络，总有 对于对称二端口网络，还有 成立。第12页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日【例11-3】求图示网络的Z参数。解 方法一 用开路法求Z参数得出得出口开路， , 有口开路， ，有第13页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日方法二 列出Z参数方程求出可见，网络内含有受控源时， 同样的有第14页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日 Y参数和Z参数之间可以相互转换。已知Y参数可求出Z参数，反之亦然。例如求解Y参数方程得由式11-3得出Z参数为同理，求解Y

6、参数方程得式中 。第15页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日式中 。由式11-4得出Y参数为 二端口的特性还可用其他参数描述。称为T或A参数方程、一般参数或传输参数方程。第16页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日T参数与Y参数的关系可推导如下：求解Y参数方程得称为T(A)参数。将上式写成矩阵形式称为T（A）参数矩阵。应用上式时，注意 前面的负号。第17页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日对无源二端口网络，有 ，则 只3个T参数独立对于对称二端口网络，有 ，只2个T参数独立则T参数可以按下式计算或实验获得量纲为1量纲为1短路转移阻抗开路

7、转移导纳第18页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日另一种参数方程为矩阵形式(H参数矩阵 H参数又称混合参数)H参数与Y参数的关系可推导如下：解Y参数方程第19页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日对无源二端口网络，有 ，则 只有3个H参数独立对于对称二端口网络，有 ，2个H参数独立则H参数可以按下式计算或实验获得短路参数性质开路参数性质第20页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日【例11-4】求图示二端口网络的传输参数。解 直接建立方程由上述第二式得代入第一式整理，得由以上结果求得第21页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星

8、期日【例11-5】求图示二端口网络的H参数。解 直接建立方程由上两式得由上两式得 二端口网络共有6组不同的参数。其余两组分别与H和T参数类似。 已介绍过的四种参数之间的转换关系见P408表格。第22页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日11-3 二端口网络的等效电路 对于内部不相同的两个二端口网络，若相应的参数方程相同(即参数相等)，则两个二端口网络等效。 二端口网络的等效电路是指由三个阻抗(或导纳 )组成的与其等效的简单二端口网络。有T形和形两种。二端口网络的等效电路第23页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日 若网络的Z参数已知，欲求T形等效电路，由图a

9、与Z参数方程 比较，得即当图a与给定的二端口网络等效。第24页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日 若网络的Y参数已知，欲求形等效电路，由图b与Y参数方程 比较，得即当图b与给定的二端口网络等效。其他参数Z参数T形等效电路其他参数Y参数形等效电路第25页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日 对于对称二端口网络，由于Z11=Z22，Y11=Y22，A=D ，故它的等效T形或形电路也一定是对称的。 如果二端口网络内部含有受控源，则Z12 Z21 ，Y12Y21 ，二端口网络的4个参数将是相互独立的。此时其等效电路中将含有受控源。 若二端口的Z参数已知，将Z参数方

10、程改写为其对应的T形等效电路见图a。CCVS第26页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日 若二端口的Y参数已知，将Y参数方程改写为其对应的形等效电路见图b。VCCS第27页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日【例11-6】已知某二端口网络的Z参数矩阵为解 因 可知为无源线性二端口，可按式11-10 求其T形、形等效电路。求出T形等效电路各阻抗值按表11-1求出Y参数第28页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日按式11-12 求出形等效电路的各导纳等效电路为第29页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日【例11-7】已知某二端

11、口网络的Y参数矩阵为求其 形、 T形等效电路。解 由于 可知其含有受控源，可按图11-10(b) 求其 形电路。见图a。 图按表11-1求出Z参数第30页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日再按图11-10(a) 求其T 形电路。见图b。 图第31页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日11-4 二端口网络的连接 二端口的连接方式有多种。介绍串、并、级联。 图示为两个网络串联。设各端口的条件不因串联而破坏。设Z参数分别为注意串联端口电流相等，应有第32页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日对复合端口，有所以有为复合二端口网络P的Z参数矩阵，其

12、值为第33页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日这个关系也适用于n个二端口网络的串联。 图示为两个网络并联。设各端口的条件不因并联而破坏。设Y参数分别为注意并联端口电压相等，有第34页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日对复合端口，有所以有第35页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日为复合二端口网络P的Y参数矩阵，其值为这一关系也适用于n个二端口网络的并联。下图为两个网络的级联。设T参数分别为第36页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日由图可得所以有有第37页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日为复合二端

13、口网络P的T参数矩阵，其值为这一关系也适用于n个二端口网络的级联。第38页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日【例11-8】求图示复合二端口网络的Y参数，并求其中，P1的Z参数为解 由图可见，8构成的二端口与P1 为串联。先求复合端口的Z参数为第39页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日在输入端口在输出端口求解上述4个方程，得出所以复合端口的Z参数方程为第40页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日【例11-9】求图示二端口网络的Y参数。解 图a可视为图b与图c的并联。先求两个简单二端口的Y参数，再求复合二端口的Y参数。第41页，共48页，2

14、022年，5月20日，8点25分，星期日【例11-10】求图示二端口网络的T参数。解 图a可视为图b与图c的级联。先求两个简单二端口的T参数图b的Z参数方程为由第二个方程得第42页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日由第二个方程得代入第一个方程得可以求出图b电路的T参数为上述表达式应用到图b、图c所示二端口，分别求出T参数为第43页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日即复合二端口网络的T参数为第44页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日11-5 二端口网络的特性阻抗图a电路的入端阻抗为一般 表明其具有变换阻抗的作用。T参数方程可改写为第45页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日所以，图b电路输出端的输入阻抗为对于对称二端口网络，由于AD，故得第46页，共48页，2022年，5月20日，8点25分，星期日求出称为对称二端口网络