第十六章 二端口網(wǎng)絡

第第頁第十六章二端口網(wǎng)絡第16章

二端口網(wǎng)絡本章重點

16.116.216.316.416.516.6

二端口網(wǎng)絡二端口的方程和參數(shù)二端口的等效電路二端口的轉(zhuǎn)移函數(shù)二端口的連接回轉(zhuǎn)器和負阻抗轉(zhuǎn)換器首頁

重點

1.兩端口的參數(shù)和方程2.兩端口的等效電路3.兩端口的轉(zhuǎn)移函數(shù)

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16.1

二端口網(wǎng)絡

在工程實際中，討論信號及能量的傳輸和信號變換時，常常遇到如下兩端口電路。反饋網(wǎng)絡RC

C

放大器放大器

濾波器

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三極管

傳輸線

n:1

變壓器返回上頁下頁

1.端口+

i1i1

u1

N

端口由一對端鈕構(gòu)成，且滿意如下端口條件：從一個端鈕流入的電流等于從另一個端鈕流出的電流。

2.二端口當一個電路與外部電路通過兩個端口連接時稱此電路為二端口網(wǎng)絡。i1i2++u1ii2u21

N

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留意①二端口網(wǎng)絡與四端網(wǎng)絡的關(guān)系+u1i1i1i2

Ni2

i2

+u2

二端口

i1

i3

Ni4

四端網(wǎng)絡

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②二端口的兩個端口間假設有外部連接，那么會破壞原二端口的端口條件。i111’i1

i3i13’

R

N

4i24’

i22i22’

ii1ii1ii2ii2'1'2

1-1’2-2’是二端口3-3’4-4’不是二端口，是四端網(wǎng)絡返回上頁下頁

3.討論二端口網(wǎng)絡的意義①兩端口的分析方法易推廣應用于n端口網(wǎng)絡；

②大網(wǎng)絡可以分割成很多子網(wǎng)絡(兩端口)進行分析；③僅討論端口特性時，可以用二端口網(wǎng)絡的電路模型進行討論。

4.分析方法①分析前提：爭論初始條件為零的線性無源二端口網(wǎng)絡；②找出兩個端口的電壓、電流關(guān)系的獨立網(wǎng)絡方程，這些方程通過一些參數(shù)來表示。返回上頁下頁

16.2

二端口的方程和參數(shù)線性R、L、C、M與線性受控源，不含獨立源。2.端口電壓、電流的參考方向如圖

商定1.爭論范圍：

+u1–

i1i1

i2線性RLCM受控源i2

+u2–

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+u1–

i1i1

i2線性RLCM受控源i2

+u2–

留意端口物理量4個

i1i2u1u2

端口電壓電流有六種不同的方程來表示，即可用六套參數(shù)描述二端口網(wǎng)絡。

i1i2

u1u2

u1i1

u2i2

u1i2

i1u2上頁下頁

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1.Y參數(shù)和方程①Y參數(shù)方程

I1+

I2

U1

N

+U2

采納相量形式(正弦穩(wěn)態(tài))。將兩個端口各施加一電壓源，那么端口電流可視為電壓源單獨作用時產(chǎn)生的電流之和。即：

I1Y11U1Y12U2I2Y21U1Y22U2

Y參數(shù)方程

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寫成矩陣形式為：

Y參數(shù)矩陣

I1Y11Y12U1Y11Y12[Y]YY2122I2Y21

Y22U2留意Y參數(shù)值由內(nèi)部元件參數(shù)及連接關(guān)系決斷。②Y參數(shù)的物理意義及計算和測定

I1Y11U1I2Y21U1

U20

輸入導納

II11++

II22

U20

U11U轉(zhuǎn)移導納

NN返回上頁

+U2

下頁

II11

II22

+

U1

NN

++UU22

I1Y12U2I2Y22U2

U10

轉(zhuǎn)移導納輸入導納

U10

Y→短路導納參數(shù)返回上頁下頁

例1求圖示兩端口的Y參數(shù)。解

II11I1++

UU10U11

II22I2++YYaaYaYccYcUU2U20Y2YYbbYb

I1Y11U1I2Y21U1

U20

YaYb

U20

Yb

I1Y12U2I2Y22U2

U10

YbYbYc上頁下頁

U20

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例2求兩端口的Y參數(shù)。I1解徑直列方程求解+U1

jL

I2+

R

gU1

U2

U1U1U21111I()U1U2RjLRjLjLU2U1112gU1I(g)U1U2jLjLjL11RjL[Y]1gjL1jL1jL

g01Y12Y21jωL返回上頁下頁

③互易二端口(滿意互易定理)

I1I2Y12Y21U0U2U1當U1U2時,I1I21

U20

Y12Y21上例中有

Y12Y21Yb

留意互易二端口四個參數(shù)中只有三個是獨立的。返回上頁下頁

④對稱二端口對稱二端口除Y12Y21外,還滿意Y11Y22,上例中，Ya=Yc=Y時，Y11=Y22=Y+Yb

留意對稱二端口只有兩個參數(shù)是獨立的。對稱二端口是指兩個端口電氣特性上對稱。電路結(jié)構(gòu)左右對稱的一般為對稱二端口。結(jié)構(gòu)不對稱的二端口，其電氣特性可能是對稱的，這樣的二端口也是對稱二端口。

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例求圖示兩端口的Y參數(shù)。解

I1+U1

33

6

I2+15U2

為互易對稱兩端口

I1Y11U1

U20

10.2S3//63

I2Y21U1

U20

0.0667S

I2Y22U2I1Y12U2

U10

0.2S0.0667S

U20

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2.Z參數(shù)和方程①Z參數(shù)方程

I1I1+U1

N

I2+U2

I2

將兩個端口各施加一電流源，那么端口電壓可視為電流源單獨作用時產(chǎn)生的電壓之和。

即：

U1Z11I1Z12I2U2Z21I1Z22I2

Z參數(shù)方程

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第16章

二端口網(wǎng)絡本章重點

16.116.216.316.416.516.6

二端口網(wǎng)絡二端口的方程和參數(shù)二端口的等效電路二端口的轉(zhuǎn)移函數(shù)二端口的連接回轉(zhuǎn)器和負阻抗轉(zhuǎn)換器首頁

重點

1.兩端口的參數(shù)和方程2.兩端口的等效電路3.兩端口的轉(zhuǎn)移函數(shù)

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16.1

二端口網(wǎng)絡

在工程實際中，討論信號及能量的傳輸和信號變換時，常常遇到如下兩端口電路。反饋網(wǎng)絡RC

C

放大器放大器

濾波器

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三極管

傳輸線

n:1

變壓器返回上頁下頁

1.端口+

i1i1

u1

N

端口由一對端鈕構(gòu)成，且滿意如下端口條件：從一個端鈕流入的電流等于從另一個端鈕流出的電流。

2.二端口當一個電路與外部電路通過兩個端口連接時稱此電路為二端口網(wǎng)絡。i1i2++u1ii2u21

N

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留意①二端口網(wǎng)絡與四端網(wǎng)絡的關(guān)系+u1i1i1i2

Ni2

i2

+u2

二端口

i1

i3

Ni4

四端網(wǎng)絡

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②二端口的兩個端口間假設有外部連接，那么會破壞原二端口的端口條件。i111’i1

i3i13’

R

N

4i24’

i22i22’

ii1ii1ii2ii2'1'2

1-1’2-2’是二端口3-3’4-4’不是二端口，是四端網(wǎng)絡返回上頁下頁

3.討論二端口網(wǎng)絡的意義①兩端口的分析方法易推廣應用于n端口網(wǎng)絡；

②大網(wǎng)絡可以分割成很多子網(wǎng)絡(兩端口)進行分析；③僅討論端口特性時，可以用二端口網(wǎng)絡的電路模型進行討論。

4.分析方法①分析前提：爭論初始條件為零的線性無源二端口網(wǎng)絡；②找出兩個端口的電壓、電流關(guān)系的獨立網(wǎng)絡方程，這些方程通過一些參數(shù)來表示。返回上頁下頁

16.2

二端口的方程和參數(shù)線性R、L、C、M與線性受控源，不含獨立源。2.端口電壓、電流的參考方向如圖

商定1.爭論范圍：

+u1–

i1i1

i2線性RLCM受控源i2

+u2–

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+u1–

i1i1

i2線性RLCM受控源i2

+u2–

留意端口物理量4個

i1i2u1u2

端口電壓電流有六種不同的方程來表示，即可用六套參數(shù)描述二端口網(wǎng)絡。

i1i2

u1u2

u1i1

u2i2

u1i2

i1u2上頁下頁

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1.Y參數(shù)和方程①Y參數(shù)方程

I1+

I2

U1

N

+U2

采納相量形式(正弦穩(wěn)態(tài))。將兩個端口各施加一電壓源，那么端口電流可視為電壓源單獨作用時產(chǎn)生的電流之和。即：

I1Y11U1Y12U2I2Y21U1Y22U2

Y參數(shù)方程

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寫成矩陣形式為：

Y參數(shù)矩陣

I1Y11Y12U1Y11Y12[Y]YY2122I2Y21

Y22U2留意Y參數(shù)值由內(nèi)部元件參數(shù)及連接關(guān)系決斷。②Y參數(shù)的物理意義及計算和測定

I1Y11U1I2Y21U1

U20

輸入導納

II11++

II22

U20

U11U轉(zhuǎn)移導納

NN返回上頁

+U2

下頁

II11

II22

+

U1

NN

++UU22

I1Y12U2I2Y22U2

U10

轉(zhuǎn)移導納輸入導納

U10

Y→短路導納參數(shù)返回上頁下頁

例1求圖示兩端口的Y參數(shù)。解

II11I1++

UU10U11

II22I2++YYaaYaYccYcUU2U20Y2YYbbYb

I1Y11U1I2Y21U1

U20

YaYb

U20

Yb

I1Y12U2I2Y22U2

U10

YbYbYc上頁下頁

U20

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例2求兩端口的Y參數(shù)。I1解徑直列方程求解+U1

jL

I2+

R

gU1

U2

U1U1U21111I()U1U2RjLRjLjLU2U1112gU1I(g)U1U2jLjLjL11RjL[Y]1gjL1jL1jL

g01Y12Y21jωL返回上頁下頁

③互易二端口(滿意互易定理)

I1I2Y12Y21U0U2U1當U1U