《电路》第五版第16章-课件

第16章二端口网络二端口网络16.1二端口的方程和参数16.2二端口的等效电路16.3二端口的转移函数16.4二端口的连接16.5回转器和负阻抗转换器16.6首页本章重点第16章二端口网络二端口网络16.1二端口的方程和参数12.两端口的等效电路重点1.两端口的参数和方程3.两端口的转移函数返回2.两端口的等效电路重点1.两端口的参数和方程3.两精品资料精品资料你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘……”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”《电路》第五版第16章-ppt课件精品资料精品资料你怎么称呼老师？如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？教师的教鞭“不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘……”“太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”《电路》第五版第16章-ppt课件16.1二端口网络在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时，经常碰到如下两端口电路。放大器滤波器RCC下页上页放大器反馈网络返回16.1二端口网络在工程实际中，研究信号及能量的传输和信三极管传输线变压器n:1下页上页返回三极管传输线变压器n:1下页上页返回1.端口端口由一对端钮构成，且满足如下端口条件：从一个端钮流入的电流等于从另一个端钮流出的电流。N+

u1i1i12.二端口当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路为二端口网络。N+

u1i1i1i2i2+

u2下页上页返回1.端口端口由一对端钮构成，且满足如下端口条件：从一个端钮二端口网络与四端网络的关系二端口四端网络

Ni1i2i3i4下页上页N+

u1i1i1i2i2+

u2注意返回二端口网络与四端网络的关系二端口四端网络Ni1i2i3二端口的两个端口间若有外部连接，则会破坏原二端口的端口条件。1-1’2-2’是二端口3-3’4-4’不是二端口，是四端网络Ni1i1i2i211’22’Ri1

i2

i33’44’下页上页返回二端口的两个端口间若有外部连接，则会破坏原二端口的端口条件。3.研究二端口网络的意义两端口的分析方法易推广应用于n端口网络；大网络可以分割成许多子网络（两端口）进行分析；仅研究端口特性时，可以用二端口网络的电路模型进行研究。下页上页4.分析方法分析前提：讨论初始条件为零的线性无源二端口网络；找出两个端口的电压、电流关系的独立网络方程，这些方程通过一些参数来表示。返回3.研究二端口网络的意义两端口的分析方法易推广应用于n端口1.讨论范围：线性R、L、C、M与线性受控源，不含独立源。2.端口电压、电流的参考方向如图16.2二端口的方程和参数线性RLCM受控源i1i2i2i1u1+–u2+–下页上页约定返回1.讨论范围：线性R、L、C、M与线性受控源，不含独立源。端口物理量4个i1u1i2u2端口电压电流有六种不同的方程来表示，即可用六套参数描述二端口网络。下页上页线性RLCM受控源i1i2i2i1u1+–u2+–注意返回端口物理量4个i1u1i2u2端口电压电流有1.Y

参数和方程采用相量形式(正弦稳态)。将两个端口各施加一电压源，则端口电流可视为电压源单独作用时产生的电流之和。即：Y

参数方程

Y参数方程下页上页+

+

N返回1.Y参数和方程采用相量形式(正弦稳态)。将两个端口各施写成矩阵形式为：Y参数值由内部元件参数及连接关系决定。Y

参数矩阵

Y参数的物理意义及计算和测定输入导纳转移导纳下页上页注意+

+

N+

N返回写成矩阵形式为：Y参数值由内部元件参数及连接关系决定。Y参转移导纳输入导纳Y→短路导纳参数下页上页+

+

N+

N返回转移导纳输入导纳Y→短路导纳参数下页上页++N+例1解求图示两端口的Y

参数。下页上页

Yb+

+

Ya

Yc

Yb+

Ya

Yc

Yb+

Ya

Yc返回例1解求图示两端口的Y参数。下页上页Yb++Y例2解直接列方程求解下页上页求两端口的Y参数。jL+

+

R返回例2解直接列方程求解下页上页求两端口的Y参数。jL+上例中有互易二端口四个参数中只有三个是独立的。互易二端口(满足互易定理)下页上页注意返回上例中有互易二端口四个参数中只有三个是独立的。互易二端口(满上例中，Ya=Yc=Y

时，Y11=Y22=Y+Yb对称二端口只有两个参数是独立的。对称二端口是指两个端口电气特性上对称。电路结构左右对称的一般为对称二端口。结构不对称的二端口，其电气特性可能是对称的，这样的二端口也是对称二端口。对称二端口对称二端口下页上页注意返回上例中，Ya=Yc=Y时，Y11=Y22=Y+Yb对例解下页上页求图示两端口的Y参数。3

6

3

15+

+

为互易对称两端口返回例解下页上页求图示两端口的Y参数。36315+2.Z参数和方程将两个端口各施加一电流源，则端口电压可视为电流源单独作用时产生的电压之和。即：Z参数方程

Z

参数方程下页上页返回+

+

N2.Z参数和方程将两个端口各施加一电流源，则端口电压可也可由Y参数方程即：得到Z

参数方程。其中

=Y11Y22–Y12Y21其矩阵形式为：下页上页返回也可由Y参数方程即：得到Z参数方程。其中=Y11+

+

NZ

参数矩阵

Z

参数的物理意义及计算和测定Z

开路阻抗参数转移阻抗输入阻抗输入阻抗转移阻抗下页上页返回++NZ参数矩阵Z参数的物理意义及计算和测定Z互易二端口满足:对称二端口满足:互易性和对称性下页上页例1求图示两端口的Z参数。

Zb

Za

Zc+

+

返回互易二端口满足:对称二端口满足:互易性和对称性下页上页例解法1下页上页

Zb

Za

Zc+

+

返回解法1下页上页ZbZaZc++返回解法2列KVL方程：下页上页

Zb

Za

Zc+

+

返回解法2列KVL方程：下页上页ZbZaZc++返例2解列KVL方程：下页上页求图示两端口的Z参数。+

Zb

Za

Zc+

+

返回例2解列KVL方程：下页上页求图示两端口的Z参数。+例3求两端口Z、Y参数解下页上页+

**j

L1j

L2j

M+–R1R2返回例3求两端口Z、Y参数解下页上页+**jL1jL并非所有的二端口均有Z、Y

参数。不存在下页上页注意Z+

+

返回并非所有的二端口均有Z、Y参数。不存在下页上页注意Z不存在均不存在下页上页Z+

+

**n:1+_u1+_u2i1i2返回不存在均不存在下页上页Z++**n:1+_u1+_3.T

参数和方程定义：

T

参数也称为传输参数，反映输入和输出之间的关系。T

参数矩阵注意负号

T

参数和方程下页上页+

+

N注意返回3.T参数和方程定义：T参数也称为传输

T

参数的物理意义及计算和测定开路参数短路参数转移导纳转移阻抗转移电压比转移电流比下页上页+

+

N返回T参数的物理意义及计算和测定开路参数短路参数转移导纳转移由(2)得：Y

参数方程互易性和对称性其中下页上页返回由(2)得：Y参数方程互易性和对称性其中下页上页返回互易二端口：对称二端口:例1即下页上页**n:1+_u1+_u2i1i2返回互易二端口：对称二端口:例1即下页上页**n:1+_u例2下页上页1

2

2

+

+

返回例2下页上页122++返回4.H

参数和方程H参数也称为混合参数，常用于晶体管等效电路。

H参数和方程矩阵形式:下页上页返回4.H参数和方程H参数也称为混合参数，常用于晶体管等效

H

参数的物理意义计算与测定互易性和对称性互易二端口：对称二端口:开路参数电压转移比入端导纳短路参数输入阻抗电流转移比下页上页返回H参数的物理意义计算与测定互易性和对称性互易二端口：对例下页上页求图示两端口的H

参数。

R1

R2+

+

返回例下页上页求图示两端口的H参数。R1R2++返16.3二端口的等效电路一个无源二端口网络可以用一个简单的二端口等效模型来代替，要注意的是：等效条件：等效模型的方程与原二端口网络的方程相同；根据不同的网络参数和方程可以得到结构完全不同的等效电路；等效目的是为了分析方便。下页上页返回16.3二端口的等效电路一个无源二端口网络可以1.Z

参数表示的等效电路方法1、直接由参数方程得到等效电路。下页上页+

+

N+

+

Z22+

+

Z11返回1.Z参数表示的等效电路方法1、直接由参数方程得到等效电+

方法2：采用等效变换的方法。如果网络是互易的，上图变为T型等效电路。下页上页+

+

Z11－Z12返回+方法2：采用等效变换的方法。如果网络是互易的，上图变为T2.Y参数表示的等效电路方法1、直接由参数方程得到等效电路。下页上页+

+

Y11

Y22返回2.Y参数表示的等效电路方法1、直接由参数方程得到等效电方法2：采用等效变换的方法。如果网络是互易的，上图变为

型等效电路。下页上页－Y12

Y11＋Y12

Y22+Y12+

+

－Y12

Y11＋Y12

Y22+Y12+

+

返回方法2：采用等效变换的方法。如果网络是互易的，上图变为型等等效只对两个端口的电压，电流关系成立。对端口间电压则不一定成立。一个二端口网络在满足相同网络方程的条件下，其等效电路模型不是唯一的；若网络对称则等效电路也对称。

型和T

型等效电路可以互换，根据其它参数与Y、Z参数的关系，可以得到用其它参数表示的

型和T

型等效电路。下页上页注意返回等效只对两个端口的电压，电流关系成立。对端口间电压则不一定成例绘出给定的Y参数的任意一种二端口等效电路解由矩阵可知：二端口是互易的。故可用无源

型二端口网络作为等效电路。通过

型→T

型变换可得T型等效电路。下页上页

Yb+

+

Ya

Yc返回例绘出给定的Y参数的任意一种二端口等效电路解由矩阵可知：二16.4二端口的转移函数二端口常为完成某种功能起着耦合两部分电路的作用，这种功能往往是通过转移函数描述或指定的。因此，二端口的转移函数是一个很重要的概念。二端口转移函数下页上页二端口的转移函数（传递函数），就是用拉氏变换形式表示的输出电压或电流与输入电压或电流之比。返回16.4二端口的转移函数二端口常为下页上页1.无端接二端口的转移函数线性RLCM受控源I1

(s)I2(s)I2

(s)I1

(s)U1

(s)+–U2(s)+–二端口没有外接负载及输入激励无内阻抗时的二端口称为无端接的二端口。电压转移函数电流转移函数转移导纳转移阻抗返回下页上页1.无端接二端口的转移函数线性RLCMI1下页上页电压转移函数转移阻抗例给出用Z参数表示的无端接二端口转移函数。解Z参数方程：令：

I2(s)=0返回下页上页电压转移函数转移阻抗例给出用Z参数表示的无端接二下页上页转移导纳电流转移函数令：

U2(s)=0注意同理可得到用Y、T、H参数表示的无端接二端口转移函数。返回下页上页转移导纳电流转移函数令：U2(s)=0注意下页上页2.有端接二端口的转移函数二端口的输出端口接有负载阻抗，输入端口接有电压源和阻抗的串联组合或电流源和阻抗的并联组合，称为有端接的二端口。R2线性RLCM受控源I1

(s)I2

(s)U1

(s)+–U2(s)+–R1+–US

(s)双端接两端口返回下页上页2.有端接二端口的转移函数二端口的输下页上页R2线性RLCM受控源I1

(s)I2

(s)U1

(s)+–U2(s)+–+–US

(s)线性RLCM受控源I1

(s)I2

(s)U1

(s)+–U2(s)+–R1+–US

(s)单端接两端口返回下页上页R2线性RLCMI1(s)I2(s)U1(下页上页注意

有端接二端口的转移函数与端接阻抗有关。例写出图示单端接二端口的转移函数。解R2线性RLCM受控源I1

(s)I2

(s)U1

(s)+–U2(s)+–+–US

(s)

返回下页上页注意有端接二端口的下页上页转移阻抗转移导纳电流转移函数电压转移函数返回下页上页转移阻抗转移导纳电流转移函数电压转移函数返回16.5二端口的连接一个复杂二端口网络可以看作是由若干简单的二端口按某种方式连接而成，这将使电路分析得到简化。1.级联(链联)+

+

T下页上页P1+

+

P2+

+

返回16.5二端口的连接一个复杂二端口网络可以看设即级联后则下页上页返回设即级联后则下页上页返回则即：下页上页+

+

TP1+

+

P2+

+

返回则即：下页上页++TP1++P2++返回级联后所得复合二端口T

参数矩阵等于级联的二端口T

参数矩阵相乘。上述结论可推广到n个二端口级联的关系。下页上页结论注意级联时T参数是矩阵相乘的关系，不是对应元素相乘。显然级联时各二端口的端口条件不会被破坏。返回级联后所得复合二端口T参数矩阵等于级联的例T1T2T3下页上页求两端口的T参数。4

6

4

+

+

解4

4

6

易求出返回例T1T2T3下页上页求两端口的T参数。46则下页上页T1T2T34

4

6

返回则下页上页T1T2T3446返回2.并联P1+

+

+

+

P2+

+

并联采用Y

参数方便。下页上页返回2.并联P1++++P2++并联采用Y参数方Y

+

+

+

+

Y

+

+

下页上页并联后返回Y++++Y++下页上页并联后返回可得二端口并联所得复合二端口的Y参数矩阵等于两个二端口Y参数矩阵相加。下页上页结论返回可得二端口并联所得复合二端口的Y参数矩阵等于两个二两个二端口并联时，其端口条件可能被破坏，此时上述关系式将不成立。并联后端口条件破坏。1A2A1A1A4A1A2A2A0A0A4A1A1A4A10V5V+

+2A下页上页注意10

5

2.52.52.5返回两个二端口并联时，其端口条件可能被破坏，此时上述关系式将不成具有公共端的二端口(三端网络形成的二端口)，将公共端并在一起将不会破坏端口条件。P1+

+

+

+

+

+

P2下页上页返回具有公共端的二端口(三端网络形成的二端口)，将公共端并在一起例下页上页R1R2R3R4R4R1R2R3返回例下页上页R1R2R3R4R4R1R2R3返回3.串联P1+

+

+

+

P2+

+

串联采用Z

参数方便。下页上页返回3.串联P1++++P2++串联采用Z参数方便下页上页P1+

+

+

+

P2+

+

返回下页上页P1++++P2++返回则串联后复合二端口Z

参数矩阵等于原二端口Z

参数矩阵相加。可推广到n

端口串联。下页上页结论返回则串联后复合二端口Z参数矩阵等于原二端口Z串联后端口条件可能被破坏，此时上述关系式将不成立，需检查端口条件。端口条件破坏!下页上页注意2A2A1A1A2

3A1.5A1.5A3

2111

3A1.5A1.5A2

1222A1A返回串联后端口条件可能被破坏，此时上述关系式将不成立，需检查端口具有公共端的二端口，将公共端串联时将不会破坏端口条件。端口条件不会破坏.P1P2下页上页返回具有公共端的二端口，将公共端串联时将不会破坏端口条件。端口条例下页上页3

I11

2

+

2I13

I11

2

+

2I1返回例下页上页3I112+2I13I11216.6回转器和负阻抗转换器回转器是一种线性非互易的多端元件，可以用晶体管电路或运算放大器来实现。1.回转器下页上页回转器的基本特性符号u2i2i1u1-++-电压电流关系回转电阻返回16.6回转器和负阻抗转换器回转器是一种线性非下页上页u2i2i1u1-++-回转电导或写为简称回转常数，表征回转器特性的参数。

Z、Y、T参数Z参数返回下页上页u2i2i1u1-++-回转电导或写为简称回转常下页上页u2i2i1u1-++-Y参数T参数结论回转器是非互易的两端口网络。返回下页上页u2i2i1u1-++-Y参数T参数结论回转器是下页上页u2i2i1u1-++-任