第十六章-二端口网络

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1、i+-uiN16-1 二端口网络二端口网络+-+-Z+-Y一、一端口网络一、一端口网络a.i1=i1i2=i2i1-+u1+-i2u2工程实际问题工程实际问题常常要研究一个网络的两对端钮之间的关系常常要研究一个网络的两对端钮之间的关系二端口二端口网络网络11 2 2i1i2b.不包含任何独立电源不包含任何独立电源c.零状态零状态二、二端口网络二、二端口网络由线性由线性R、L、C及线性受控及线性受控源组成，在复频域是线性网络源组成，在复频域是线性网络16-2 二端口的方程和参数二端口的方程和参数电压、电流关系的描述电压、电流关系的描述（用相量描述）（用相量描述）二端口二端口网络网络11 2 2i

2、1-+u1+-i2u2Y参数矩阵参数矩阵T参数矩阵参数矩阵Z参数矩阵参数矩阵H参数矩阵参数矩阵二端口二端口网络网络11 2 2i1-+u1+-i2u21、方程的导出、方程的导出一、一、Y参数方程参数方程(导纳参数矩阵导纳参数矩阵)LTI11 2 2-+-N02、参数的含义（短路导纳参数）、参数的含义（短路导纳参数）LTI11 2 2-+N0端口端口2-2 短路，端口短路，端口1-1 的入端导纳的入端导纳端口端口2-2 短路，正向转移导短路，正向转移导纳纳端口端口1-1 短路，反向转移导短路，反向转移导纳纳端口端口1-1 短路，端口短路，端口2-2 的入端的入端导纳导纳 LTI 11 2 2+-

3、N0例例1 求求Y 参数。参数。解：解：Yb+Ya Yc Yb+Ya Yb+Ya Yc互易二端口互易二端口（1）如果二端口网络）如果二端口网络N0不含线性受控源（互易网络）不含线性受控源（互易网络）Y12=Y21(互易条件互易条件)（2）如果二端口网络为对称二端口网络）如果二端口网络为对称二端口网络Y11=Y223、讨论、讨论解法一：按参数定义解法一：按参数定义y11=+R1jwL1y21=R1=y12y22=+R1jwC4、Y参数的确定参数的确定例例1+jwLjwCR1-不含受控源，不含受控源，互易二端口互易二端口解法二解法二：列写节点电压方程列写节点电压方程+jwLjwCR1-二、二、Z参

4、数方程参数方程2、参数的含义、参数的含义1、方程的导出、方程的导出LTI 11 2 2-+-N0（1）如果二端口网络）如果二端口网络N0不含线性受控源不含线性受控源(互易网络互易网络)（2）Y与与Z的关系的关系I1 y11 y12I2 y21 y22U1U2=U1 z11 z12U2 z21 z22I1I2=Z=detY y22 y12y21 y111Y=detZ z22 z12z21 z1113、讨论、讨论z12=z21Y12=Y21(互易条件互易条件)LTI 11 2 2+-N0LTI 11 2 2-+N0RLC例例14、Z参数的确定参数的确定+-RjwLjwC1+-方法一、方法一、方法二

5、、方法二、u2，i2u1，i1u1，i1u2，i2 关于关于I2前面的前面的“”参数的含义参数的含义三、三、T参数方程（传输参数方程）参数方程（传输参数方程）LTI11 2 2-+-N0 双口网络满足互易条件时双口网络满足互易条件时T参数的特点参数的特点 对称双口网络对称双口网络T参数的特点参数的特点 与与Y、Z基本参数的关系基本参数的关系detT=AD BC=z21 z21z11 z22z21 z21z11 z22z12 z21=1A=D讨论：讨论：jwLjwL1jwL1jwL1jwL1Y=T=jwL110i1，u2u1，i2u1，i2i1，u2ub=h11ib+h12ucic=h21ib+

6、h22uc共射极晶体管的输入共射极晶体管的输入-输出特性输出特性+-+-ibubucic四、四、H参数方程（混合参数方程）参数方程（混合参数方程）LTI11 2 2-+-N0端口端口2-2 短路，短路，端口端口1-1 的入端阻的入端阻抗抗端口端口2-2 短路，短路，正向电流比正向电流比端口端口1-1 开路，开路，端口端口2-2 的入端导的入端导纳纳端口端口1-1 开路，开路，反向电压比反向电压比LTI 11 2 2I1(S)-+U1(S)+-I2(S)U2(S)N01、参数的含义、参数的含义1、一般情况、一般情况2、如果二端口网络满足互易条件，即、如果二端口网络满足互易条件，即z12=z211

7、6-3 二端口的等效电路二端口的等效电路+-z12z11z12z22z12+-+-z12z11z12z22z12(z21z12)一、用一、用Z参数表示的等效电路参数表示的等效电路二、用二、用Y参数表示的等效电路参数表示的等效电路2、如果二端口网络满足互易条件，即、如果二端口网络满足互易条件，即Y12=Y211、一般情况、一般情况-+-+-Y12Y11+Y12Y22+Y12-+-+-Y12(Y21-Y12)Y11+Y12Y22+Y1216-4 二端口的转移函数二端口的转移函数N3N1N2N4电路设计问题电路设计问题电路分析问题电路分析问题16-5 二端口的连接二端口的连接1、级联、级联2、串联、

8、串联3、并联、并联TZ Y 1、概念、概念2、参数关系、参数关系T=T1T2 Tn一、二端口的级联（链型连接）一、二端口的级联（链型连接）N2 N1Nn+-+-+-NaNbUa1+-Ib1Ua2Ub2Ub1Ia2Ia1Ib2.Ua1Ia1TaUa2-Ia2=.Ta Tb=Ub2-Ib2.1、概念、概念2、参数关系、参数关系二、二端口的串联二、二端口的串联Z=ZA+ZBNANBIA2IA1IB1IB2 IA1 IA2 IB1 IB2I1I2+-+-UA1+UB1+-UB2+-UA2+-U1U2.U1U2UA1UA2UB1UB2=+.参数关系参数关系Y=YA+YB三、二端口的并联三、二端口的并联I

9、A2IA1IB1IB2 IA1 IA2 IB1 IB2I1I2+-+-U1U2NANB.四、二端口连接的基本思路四、二端口连接的基本思路2、考察两个二端口的连接方式、考察两个二端口的连接方式1、时域形式的电路图转换为相应的相量形式的电路图、时域形式的电路图转换为相应的相量形式的电路图3、根据连接方式，写总参数矩阵、根据连接方式，写总参数矩阵(1)对级联：写出各个二端口的对级联：写出各个二端口的T参数矩阵参数矩阵T1、T2(2)对串联：写出各个二端口的对串联：写出各个二端口的Z参数矩阵参数矩阵Z1、Z2，(3)对并联：写出各个二端口的对并联：写出各个二端口的Y参数矩阵参数矩阵Y1、Y2，则则 T

10、=T1 T2则则 Z=Z1 Z2则则 Y=Y1 Y2 i1 0 g u1 i2 -g 0 u2=0 g-g 0Y=16-6 回转器和负阻抗变换器回转器和负阻抗变换器i2i1（回转器）（回转器）+-u1+-u20 rr 0Z=u1 0 -r i1u2 r 0 i2=回转电阻回转电阻回转电导回转电导一、回转器一、回转器1、电路设计中，实现感性和容性的转换、电路设计中，实现感性和容性的转换I2I1+-U1+-U2.从端口从端口1看，看，u1,i1关系为一等效电感关系，关系为一等效电感关系，L=r2C.若若 r=50k,C=1 F则则 等效电感等效电感 L=2500H！.感性感性回转器不消耗功率回转器

11、不消耗功率(能量能量)，也不储能，是线性无源元件。，也不储能，是线性无源元件。回转器是非互易元件。回转器是非互易元件。0 rr 0Z=2、回转器实际电路举例、回转器实际电路举例i1AB i=0iCR G Fi2 DERRRRRRCibiau1+iCu2+i2i1（回转器）（回转器）+-u1+-u2二、负阻抗变换器（二、负阻抗变换器（Negative Impedance Converter，NIC）电流反向型电流反向型电压反向型电压反向型NIC 11 2 2I1-+U1+-I2 U2.U1 1 0 U2I1 0 -k -I2=.U1 -k 0 U2I1 0 1 -I2=.T参数参数1、负阻抗变换器应用、负阻抗变换器应用电路设计中，实现负阻抗电路设计中，实现负阻抗负负R、L、C由电路可知，由电路可知，.Z2 11 2 2 I2-+U2+-I1U1Z1NIC.设为电流反向型设为电流反向型U1 1 0 U2I1 0 -k -I2=.2、电路举例、电路举例R2abcR1+NIC 11 2 2I1-+U1+-I2 U2.R2abcR1+电流反向型电流反向型负阻抗变换器负阻抗变换器当输出端口接阻抗当输出端口接阻抗 Z 时时代入后代入后 得得R2abcR1+若若 Z=R，则则即即 Zi 为一负电阻。为一负电阻。+Z