電路分析：二端口網(wǎng)絡(luò)ppt課件

1、v重重 點點v1、二端口網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)根本概念、二端口網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)根本概念v2、熟練計算二端口網(wǎng)絡(luò)的四種參數(shù)矩陣、熟練計算二端口網(wǎng)絡(luò)的四種參數(shù)矩陣v3、掌握分析網(wǎng)絡(luò)參數(shù)知的二端口網(wǎng)絡(luò)組、掌握分析網(wǎng)絡(luò)參數(shù)知的二端口網(wǎng)絡(luò)組成的復(fù)雜電路的分析方法成的復(fù)雜電路的分析方法16-1 概述16-2 二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)16-3 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)之間的變換關(guān)系16-4 含二端口網(wǎng)絡(luò)的電路分析16-5 典型二端口元件模型16-6 二端口網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)1N端網(wǎng)絡(luò)端網(wǎng)絡(luò) 假設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)有假設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)有N個端子向外接個端子向外接出，在分析中又并不關(guān)懷電路的內(nèi)部出，在分析中又并不關(guān)懷電路的內(nèi)部構(gòu)造及內(nèi)部各個支路的情況，而只討構(gòu)造及內(nèi)部各個支路的

2、情況，而只討論外電路的形狀與變化時，稱該網(wǎng)絡(luò)論外電路的形狀與變化時，稱該網(wǎng)絡(luò)為為N端網(wǎng)絡(luò)。端網(wǎng)絡(luò)。2N端口網(wǎng)絡(luò)端口網(wǎng)絡(luò) 假設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)有假設(shè)一個網(wǎng)絡(luò)有2N個端子向外個端子向外接出，這接出，這2N個端子又成對出現(xiàn)，即個端子又成對出現(xiàn)，即端口處的輸入電流等于輸出電流時，端口處的輸入電流等于輸出電流時，該網(wǎng)絡(luò)可以視為一個該網(wǎng)絡(luò)可以視為一個N端口網(wǎng)絡(luò)。端口網(wǎng)絡(luò)。1、經(jīng)過定義及計算方法求二端口網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)過定義及計算方法求二端口網(wǎng)絡(luò)的各種參數(shù)矩陣；正向求解的各種參數(shù)矩陣；正向求解2、知復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中二端口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)矩、知復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中二端口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)矩陣經(jīng)過模塊化的思想將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等效成陣經(jīng)過模塊化的思想將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等效

3、成為簡單的單口網(wǎng)絡(luò)及二端口網(wǎng)絡(luò)的組合，為簡單的單口網(wǎng)絡(luò)及二端口網(wǎng)絡(luò)的組合，得出電路的解。得出電路的解。 反向求解反向求解1二端口網(wǎng)絡(luò)中不含獨立源及附加電二端口網(wǎng)絡(luò)中不含獨立源及附加電源，也就是說動態(tài)元件的初始形狀為零；源，也就是說動態(tài)元件的初始形狀為零；2二端口網(wǎng)絡(luò)中的元件均為線性無源二端口網(wǎng)絡(luò)中的元件均為線性無源非時變元件；非時變元件；3在分析中普通運用拉氏變換或相量在分析中普通運用拉氏變換或相量法進展。法進展。1變量變量 對于二端口網(wǎng)絡(luò)，在對于二端口網(wǎng)絡(luò)，在U1(s)、U2(s)、I1(s)、I2(s)中任選其中兩個作變量，中任選其中兩個作變量，其他兩個可用這兩個自變量來表示。其他兩個可用

4、這兩個自變量來表示。2方程方程 線性方程組線性方程組16-2 二端口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)二端口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)在本章的二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)中，均用以下在本章的二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)中，均用以下參考方向參考方向: (各端口均為關(guān)聯(lián)方向各端口均為關(guān)聯(lián)方向) I1(s) I2(s) + + U1(s) U2(s) _ _ 線性 無源 非時變 二端口 網(wǎng)絡(luò) 1、對應(yīng)的方程、對應(yīng)的方程 以以I1(s)、I2(s)為自變量，即鼓勵為自變量，即鼓勵 方程的矩陣式：方程的矩陣式：)()()()()()()()()()(22212122121111sIsZsIsZsUsIsZsIsZsU)()( )()()()()()(2122211211

5、21sIsIsZsZsZsZsUsU2、開路阻抗矩陣、開路阻抗矩陣3、參數(shù)矩陣的求取、參數(shù)矩陣的求取)()()()(22211211sZsZsZsZZ0)(21120)(111122)()()()()()(sIsIsIsUsZsIsUsZ，0)(22220)(122111)()()()()()(sIsIsIsUsZsIsUsZ，4、方程的矩陣方式、方程的矩陣方式 其中其中5、參數(shù)矩陣的特性、參數(shù)矩陣的特性 當二端口網(wǎng)絡(luò)為線性非時變，且不當二端口網(wǎng)絡(luò)為線性非時變，且不含受控源時，含受控源時， )()()()(2121sIsIsUsUI(s)U(s)，I(s)Z(s)U(s)2112ZZ1、對應(yīng)的

6、方程、對應(yīng)的方程 以以U1(s)、U2(s)為變量，即鼓勵為變量，即鼓勵 方程的矩陣式：方程的矩陣式：)()()()()()()()()()(22212122121111sUsysUsysIsUsysUsysI)()( )()()()()()(212221121121sUsUsysysysysIsI2、短路導納矩陣、短路導納矩陣3、參數(shù)矩陣的求取、參數(shù)矩陣的求取)()()()(22211211sysysysyY0)(12210)(111122)()()()()()(sUsUsUsIsysUsIsy，0)(22220)(212111)()()()()()(sUsUsUsIsysUsIsy，4、方

7、程的矩陣方式、方程的矩陣方式 其中其中5、參數(shù)矩陣的特性、參數(shù)矩陣的特性 當二端口網(wǎng)絡(luò)為線性非時變，且不當二端口網(wǎng)絡(luò)為線性非時變，且不含受控源時，含受控源時， )()()()(2121sIsIsUsUI(s)U(s)，U(s)Y(s)I(s)2112yy1、對應(yīng)的方程、對應(yīng)的方程 以以I1(s)、U2(s)為變量，即鼓勵為變量，即鼓勵 方程的矩陣式：方程的矩陣式：)()()()()()()()()()(22212122121111sUshsIshsIsUshsIshsU)()()()()()()()(212221121121sUsIshshshshsIsU2、混合參數(shù)矩陣、混合參數(shù)矩陣3、參數(shù)

8、矩陣的求取、參數(shù)矩陣的求取)()()()(22211211shshshshH0)(12210)(111122)()()()()()(sUsUsIsIshsIsUsh，0)(22220)(211211)()()()()()(sIsIsUsIshsUsUsh，4、當二端口網(wǎng)絡(luò)為線性非時變，且不、當二端口網(wǎng)絡(luò)為線性非時變，且不含受控源時，含受控源時， 5、留意：當以、留意：當以I1(s)、U2(s)為變量時，為變量時，得到的參數(shù)矩陣為逆混合參數(shù)矩陣得到的參數(shù)矩陣為逆混合參數(shù)矩陣H 2112hh1、對應(yīng)的方程、對應(yīng)的方程 以以U2(s)、I2(s)為變量，即鼓勵為變量，即鼓勵 方程的矩陣式：方程的矩陣

9、式：)()()()()()()()()()(221221sIsDsUsCsIsIsBsUsAsU)()( )()()()()()(2211sIsUsDsCsBsAsIsU2、傳輸參數(shù)矩陣、傳輸參數(shù)矩陣3、參數(shù)矩陣的求取、參數(shù)矩陣的求取)()()()(sDsCsBsAT0)(210)(2122)()()()()()(sIsIsUsIsCsUsUsA，0)(210)(2222)()()()()()(sUsUsIsIsDsIsUsB，4、當二端口網(wǎng)絡(luò)為線性非時變，且不、當二端口網(wǎng)絡(luò)為線性非時變，且不含受控源時，含受控源時，AD-BC=1。5、網(wǎng)絡(luò)對稱時，、網(wǎng)絡(luò)對稱時，A=D。 6、留意：當以、留意：

10、當以U1(s)、I1(s)為變量時，為變量時，得到的參數(shù)矩陣為逆?zhèn)鬏攨?shù)矩陣得到的參數(shù)矩陣為逆?zhèn)鬏攨?shù)矩陣T。 16-3 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)之間的變換網(wǎng)絡(luò)參數(shù)之間的變換例如，求以下圖中的例如，求以下圖中的Y：一、方法一一、方法一方程的變換方程的變換由由2式得：式得：I1(s) sL I2(s) + + U1(s) R U2(s) _ IR(s) gU1(s) _)()()()(1111sgURsUsIsI)()()()(1112sUsLRsUsIsU)(1)()11()()()()(211121sUsLsURsLRsUsLsUsLsUsI列寫電路方程列寫電路方程)(1)()1()(1)()11()()(

11、)(2121112sUsLsUsLgsUsLsURsLRsUsgUsIsLsLgsLsLRsysysysy11111)()()()(22211211Y代入代入1式可得式可得因此，得解：因此，得解：二、方法二二、方法二直接查表直接查表ZYHTZYHT22211211ZZZZYYYYYYYY112112222222212212121HHHHHHHCDCCCAT1ZZZZZZZZ1121122222211211YYYY1111211112111HHHHHHHBABBBDT12222212212221ZZZZZZZ1111211112111YYYYYYY22211211HHHHDCDDDBT12122

12、212121111ZZZZZZZ2111212121221YYYYYYY2121222111211HHHHHHHDCBA16-4 含二端口網(wǎng)絡(luò)的電路分析含二端口網(wǎng)絡(luò)的電路分析一、無故接的二端口網(wǎng)絡(luò)一、無故接的二端口網(wǎng)絡(luò)1、轉(zhuǎn)移電壓比、轉(zhuǎn)移電壓比因網(wǎng)絡(luò)無故接，因網(wǎng)絡(luò)無故接， I2=0代入電路方程。得代入電路方程。得所以，轉(zhuǎn)移電壓比為：所以，轉(zhuǎn)移電壓比為：下面的結(jié)論以此類推。下面的結(jié)論以此類推。 I1(s) I2(s) + + U1(s) U2(s) _ _ N )()()()()()(12121111sIsZsUsIsZsU)()()()()()(2221112112sYsYsZsZsUsU2、

13、轉(zhuǎn)移電流比：、轉(zhuǎn)移電流比：3、轉(zhuǎn)移導納：、轉(zhuǎn)移導納：4、轉(zhuǎn)移阻抗：、轉(zhuǎn)移阻抗：)()()()()()(1121222112sYsYsZsZsIsI)()()(2112sYsUsI)()()(2112sZsIsU二、僅具端接電阻的二端口網(wǎng)絡(luò)二、僅具端接電阻的二端口網(wǎng)絡(luò)1、轉(zhuǎn)移導納、轉(zhuǎn)移導納消去消去U2(s)，可得轉(zhuǎn)移導納：，可得轉(zhuǎn)移導納： I1(s) I2(s) + + U1(s) U2 (s) R2 _ _ N )()()()()()()(1222221212sIRsUsUsYsUsYsI2212122122112)(1)(1)()()()(RsYsYRsYRsYsUsI2、轉(zhuǎn)移導納、轉(zhuǎn)移導納

14、消去消去I2(s)，可得轉(zhuǎn)移導納：，可得轉(zhuǎn)移導納：3、轉(zhuǎn)移電壓比、轉(zhuǎn)移電壓比消去消去I1(s)和和 I2(s) ，可得轉(zhuǎn)移電壓比，可得轉(zhuǎn)移電壓比 )()()()()()()(1222221212sIRsUsIsZsIsZsU)()()()(22221212sZRsZRsIsU )()()()()()()()()()()()(12222212122121111sIRsUsIsZsIsZsUsUsYsUsYsI)()()()()()()(21122221121212sZsZsZRsZsZRsUsU3、轉(zhuǎn)移電流比、轉(zhuǎn)移電流比消去消去U1(s)和和U2(s) ，可得轉(zhuǎn)移電流比，可得轉(zhuǎn)移電流比 )()(

15、)()()()()()()()()()(12222212122121111sIRsUsIsZsIsZsUsUsYsUsYsI)()()()()()()(21122221121212sZsZsZRsZsZRsUsU三、兩端均具端接的二端口網(wǎng)絡(luò)三、兩端均具端接的二端口網(wǎng)絡(luò) I1(s) R1 + I2(s) + + U1(s) US(s) R2 _ US(s) _ _ _ N )()()()()()()()()()(22212122121111sIsZsIsZsUsIsZsIsZsU )()()()()()()(2211sIsZsUsIsZsUsULSS端接伏安端接伏安約束關(guān)系約束關(guān)系網(wǎng)絡(luò)拓撲網(wǎng)絡(luò)拓

16、撲約束關(guān)系約束關(guān)系1、輸入阻抗、輸入阻抗2、T等效等效3、轉(zhuǎn)移電壓比、轉(zhuǎn)移電壓比4、轉(zhuǎn)移電流比、轉(zhuǎn)移電流比)()(|)()()()()()(221122211211sZsZsZsZsZsZsZsZZZLLLiZ)()(|)()()()()(11221121sZsZsZsZZUsZsZsZUSSeqSSocZ，|)()()()(112112ZsZsZsZsZUUALLu)()()(222112sZsZsZIIALi16-5 典型的二端口元件典型的二端口元件一、正阻抗變換器一、正阻抗變換器PICnn100Tu定義定義u阻抗變換作用阻抗變換作用221ZnZ u實現(xiàn)實現(xiàn)可以用理想變壓器實現(xiàn)可以用理想變

17、壓器實現(xiàn)二、負阻抗變換器二、負阻抗變換器NICk001Tu定義：電流反向型定義：電流反向型 u 電壓反向型電壓反向型u阻抗變換作用：電流反向型阻抗變換作用：電流反向型u 電壓反向型電壓反向型u闡明闡明可用可用NIC實現(xiàn)負電阻、負電容及負電感實現(xiàn)負電阻、負電容及負電感100kT211ZkZ21kZZ三、回轉(zhuǎn)器三、回轉(zhuǎn)器u定義：定義： 或或u符號符號留意：回轉(zhuǎn)箭頭由右到左時，電路方程為留意：回轉(zhuǎn)箭頭由右到左時，電路方程為 I1(s) r I2(s) + + U1(s) U2(s) _ _ 00rrZ00ggY)()( 00)()(2121sIsIrrsUsUu阻抗變換作用阻抗變換作用u當當 時，時，u當當 時，時，u 可見，回轉(zhuǎn)器可將輸出端口所接的電可見，回轉(zhuǎn)器可將輸出端口所接的電容電感變換成為輸入端口的電感電容電