16二端口网络实用教案

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1、1变压器变压器n:1滤波器电路滤波器电路RCC传输线传输线晶体管放大电路晶体管放大电路例例第2页/共33页第1页/共33页第一页，共34页。21. 端口端口 (port)端口由一对端钮构成，且满足如端口由一对端钮构成，且满足如下下(rxi)条件：从一个端钮流入条件：从一个端钮流入的电流等于从另一个端钮流出的的电流等于从另一个端钮流出的电流。电流。2. 二端口（二端口（two-port)当一个电路与外部电路通过两个当一个电路与外部电路通过两个(lin )端口连接端口连接时称此电路为二端口网络。时称此电路为二端口网络。线性RLCM受控源i1i2i2i1u1+ +u2+ + +u1i1i1第3页/共

2、33页第2页/共33页第二页，共34页。3 3. 二端口网络二端口网络(wnglu)与四端网络与四端网络(wnglu)二端口网二端口网络络i2i1i1i2具有具有(jyu)公共端的二公共端的二端口网络端口网络i2i1i1i2四端网络四端网络 i4i3i1i2第4页/共33页第3页/共33页第三页，共34页。4约定约定(yudng)1. 讨论讨论(toln)范围范围含线性含线性 R、L、C、M与线性受控源与线性受控源不含独立不含独立(dl)源源2. 参考方向参考方向线性RLCM受控源i1i2i2i1u1+ +u2+ +第5页/共33页第4页/共33页第四页，共34页。52 2 二端口的参数(cn

3、sh)(cnsh)和方程+- -+- -i1i2u2u1端口物理量端口物理量4个个i1u1i2u2 端口电压电流有六种不同的方程端口电压电流有六种不同的方程(fngchng)来表示，即可用四套来表示，即可用四套参数描述二端口网络。参数描述二端口网络。第6页/共33页第5页/共33页第五页，共34页。6一、一、 Y 参数参数(cnsh)和和方程方程1222212122121111YYYYUUIUUI 22211211YYYYY令令+- -+- -1 U1 I2 I2 U线性线性无源无源 212221121121UUYYYYII称为称为Y Y 参数参数(cnsh)(cnsh)矩阵矩阵矩阵矩阵(j

4、zhn)(j zhn)形式形式第7页/共33页第6页/共33页第六页，共34页。7端口电流端口电流 可视为可视为 共同作用产生。共同作用产生。21II和和21UU和和Y参数参数(cnsh)的实验测定的实验测定022221 UUIY011112 UUIY012212 UUIY021121 UUIY+- -1 U1 I2 I线性线性无源无源+- -1 I2 I2 U线性线性无源无源输入输入(shr)导纳导纳输入输入(shr)导纳导纳转移导纳转移导纳转移导纳转移导纳第8页/共33页第7页/共33页第七页，共34页。8例例1. 1. 求求Y Y 参数参数(cnsh)(cnsh)。ba011112YYU

5、IYU b012212YUIYU 解：解：01 Ucb02222b0211221YYUIYYUIYUU Yb+ + 1 U1 I2 I2 U Ya Yc02 U Yb+ 1 U1 I2 I Ya Yc Yb+ 1 I2 I2 U Ya Ycb2112YYY 互易互易(h y)二端口二端口 22212122121111UYUYIUYUYI第9页/共33页第8页/共33页第八页，共34页。9对称二端口是指两个端口电气特性上对称。电路结构对称二端口是指两个端口电气特性上对称。电路结构左右左右(zuyu)对称的，端口电气特性对称；电路结构不对对称的，端口电气特性对称；电路结构不对称的二端口，其电气特性

6、也可能是对称的。这样的二端口称的二端口，其电气特性也可能是对称的。这样的二端口也是对称二端口。也是对称二端口。 有有 Y12=Y21 ，又，又Y11=Y22 （电气对称（电气对称(duchn)），称），称为对称为对称(duchn)二端口，对称二端口，对称(duchn)二端口只有两个参二端口只有两个参数是独立的。数是独立的。 可以根据互易定理证明可以根据互易定理证明(zhngmng)，对于由线性，对于由线性R、L（M）、）、C元件构成的任何无源二端口，元件构成的任何无源二端口，Y12=Y21总是总是成立的。对于任何一个无源线性二端口，只要成立的。对于任何一个无源线性二端口，只要3个独立的个独立的

7、参数就可以表征它的性能。参数就可以表征它的性能。第10页/共33页第9页/共33页第九页，共34页。10例例1 求所示电路求所示电路(dinl)的的Y参数参数 ba011112YYUIYU gYUIYU b01221202 U01 Ub021121YUIYU b022221YUIYU 解一解一1 Ug Yb+ 1 U1 I2 I Ya1 Ug Yb+ 2 U1 I2 I Ya1 Ug Yb+ + 1 U1 I2 I2 U Ya 22212122121111UYUYIUYUYI第11页/共33页第10页/共33页第十页，共34页。11解二解二1 Ug Yb+ + 1 U1 I2 I2 U Ya)

8、(21b1a1UUYUYI 112b2)(UgUUYI 2b1ba1)(UYUYYI 2b1b2)(UYUYgI bbbbaYYYgYYY非互易二端口网络（网络内部有受控源）四个独立非互易二端口网络（网络内部有受控源）四个独立(dl)参数。参数。第12页/共33页第11页/共33页第十一页，共34页。12二、二、Z Z 参数参数(cnsh)(cnsh)和方程和方程由由Y Y 参数参数(cnsh)(cnsh)方程方程 22212122121111UYUYIUYUYI.,21UU可可解解出出 22212121112122121112121221IZIZIYIYUIZIZIYIYU即：即：其中其中(

9、qzhng) (qzhng) =Y11Y22 Y12Y21=Y11Y22 Y12Y21+- -+- -1 U1 I2 I2 U线性线性无源无源第13页/共33页第12页/共33页第十二页，共34页。13其矩阵其矩阵(j zhn)形式为形式为 212221121121IIZZZZUU 22211211ZZZZZ称为称为Z Z参数参数(cnsh)(cnsh)矩阵矩阵Z参数的实验参数的实验(shyn)测测定定022220122102112011111212 IIIIIUZIUZIUZIUZZ参数参数又称又称开路阻抗参数开路阻抗参数22212122121111IZIZUIZIZU 第14页/共33页第

10、13页/共33页第十三页，共34页。14ba011112ZZIUZI b021121ZIUZI b012212ZIUZI cb022221ZZIUZI 例例1. 求所示电路求所示电路(dinl)的的Z 参数参数 Zb+ + 1 U1 I2 I2 U Za Zc22212122121111IZIZUIZIZU 第15页/共33页第14页/共33页第十四页，共34页。15例例2 求所示电路求所示电路(dinl)的的Z参数参数 1 Ir1 I2 I Zb+ + 1 U2 U Za Zc+ )(21b1a1IIZIZU )(21b2c12IIZIZI rU cbbbbaZZZZrZZZ第16页/共33

11、页第15页/共33页第十五页，共34页。16三、三、T 参数参数(cnsh) (传输参数传输参数(cnsh) 和和方程方程)2()1(22212122121111UYUYIUYUYI 由由(2)得：得：)3(1221221221IYUYYU 将将(3)代入代入(1)得：得：221112212211121IYYUYYYYI 即：即：22222112122111ITUTIITUTU 第17页/共33页第16页/共33页第十六页，共34页。17可得可得212211YYT 21121YT 212211211221YYYYYT 211122YYT 其矩阵其矩阵(j zhn)形式形式 2222211211

12、11IU TTTTIU(注意注意(zh y)负号）负号）称为称为(chn wi)T 参数矩阵参数矩阵2212212211IYUYYU 221112212211121IYYUYYYYI TTTT 22211211T第18页/共33页第17页/共33页第十七页，共34页。18互易互易(h y)二二端口端口对称对称(duchn)二端口二端口212211YYT 21121YT 212211211221YYYYYT 211122YYT T11 T22- T12 T21221221122121122212211YYYYYYYYY =1Y12 =Y21Y11 =Y22则则T11= T22第19页/共33页第

13、18页/共33页第十八页，共34页。19T 参数参数(cnsh)的实验测定的实验测定021112 IUUT021122 UIUT021212 IUIT021222 UIUT开路参数开路参数短路参数短路参数22222112122111ITUTIITUTU 第20页/共33页第19页/共33页第十九页，共34页。20211ini 则则 nn100T即即 2211 100iunniun:1i1i2+ + u1u221nuu 例例1 求所示电路的求所示电路的T参数参数22222112122111ITUTIITUTU 第21页/共33页第20页/共33页第二十页，共34页。21例例2求求T参数参数(cn

14、sh)25 . 011021222 IIIITU+ + 1 2 2 I1I2U1U251221021112.UUTI + + 1 2 2 I1U1U2+ 1 2 2 I1I2U1 SUITI5 . 0021212 45 . 0)2/2(1 11021122 IIIUTU 22222112122111ITUTIITUTU 第22页/共33页第21页/共33页第二十一页，共34页。22四、四、H 参数参数(cnsh)和方和方程程H 参数参数(cnsh)方程方程22212122121111UHIHIUHIHU 矩阵矩阵(j zhn)形式形式 212221121121UIHHHHIU+- -+- -1

15、 U1 I2 I2 U线性线性无源无源H 参数也称为混合参数，常用于晶体管等效电路。参数也称为混合参数，常用于晶体管等效电路。第23页/共33页第22页/共33页第二十二页，共34页。23H 参数参数(cnsh)的实验测定的实验测定011112 UIUH021121 IUUH012212 UIIH022221 IUIH互易互易(h y)二端口二端口2112HH 对称对称(duchn)二端口二端口 121122211 HHHH开路参数开路参数短路参数短路参数22212122121111UHIHIUHIHU 第24页/共33页第23页/共33页第二十三页，共34页。24例例 求所示电路求所示电路(

16、dinl)的的H参数参数22121URII 21/10RRH 1 I2 I+ + 1 U2 U R1 R21 I111IRU 22212122121111UHIHIUHIHU 212221121121UIHHHHIU第25页/共33页第24页/共33页第二十四页，共34页。25 s5 . 0s5 . 0s5 . 0s5 . 0YZ参数参数(cnsh) 不存在不存在 2 1 I2 I +2 U +1 U小结小结(xioji)1. 共六套参数，还有逆传输共六套参数，还有逆传输(chun sh)参数和逆混合参数。参数和逆混合参数。2 .为什么用这么多参数表示为什么用这么多参数表示（1）为描述电路方便

17、，测量方便。）为描述电路方便，测量方便。（2）有些电路只存在某几种参数。）有些电路只存在某几种参数。022220122102112011111212 IIIIIUZIUZIUZIUZ第26页/共33页第25页/共33页第二十五页，共34页。26 2 1 I2 I +2 U +1 U 2222Z022220122102112011111212 IIIIIUZIUZIUZIUZ011112 UUIYY 参数参数(cnsh)不存在不存在012212 UUIY021121 UUIY022221 UUIY第27页/共33页第26页/共33页第二十六页，共34页。273. 可用不同的参数表示以不同的方式可

18、用不同的参数表示以不同的方式(fngsh)连接的二端口。连接的二端口。4. 线性无源线性无源(w yun)二端口二端口YZTH互易互易Y12=Y21Z12=Z21detA=1H12= - -H21对称对称Y11=Y22Z11=Z22T11=T22detH=15 .含有含有(hn yu)受控源的电路四个独立参数。受控源的电路四个独立参数。存在存在T参数参数H参数参数Z,Y 均不存在均不存在n:1第28页/共33页第27页/共33页第二十七页，共34页。283 二端口的等效电路 (2) 求等效电路即根据求等效电路即根据(gnj)给定的参数方程画出电路。给定的参数方程画出电路。一、由一、由Z参数参数

19、(cnsh)方程画等效电路方程画等效电路22212122121111IZIZUIZIZU 1 I2 I+ + 1 U2 U Z22121 IZ+ 212 IZ+ Z11(1) 两个两个(lin )二端口网络等效：二端口网络等效： 是指对外电路而言，端口的电压、电流关系相同。是指对外电路而言，端口的电压、电流关系相同。 第29页/共33页第28页/共33页第二十八页，共34页。292121111IZIZU 改写改写(gixi)为为2221212IZIZU 112112IZIZ 112112IZIZ 212212IZIZ 1 I+ 1 U Z11-Z122 I Z22-Z12Z1221II 112

20、21)(IZZ +2 U 等效电路不唯一等效电路不唯一(wi y)。第30页/共33页第29页/共33页第二十九页，共34页。30 22212122121111UYUYIUYUYI二、由二、由Y参数参数(cnsh)方程画等方程画等效电路效电路1 I2 I+ + 1 U2 U Y11 Y22121 UY212 UY -Y12+ + 1 U1 I2 I2 U11221)(UYY Y11 +Y12 Y22 +Y12另一种另一种(y zhn)形式形式同一个参数方程，可以画出结构同一个参数方程，可以画出结构(jigu)不同的等效电路，等效电路不不同的等效电路，等效电路不唯一。唯一。第31页/共33页第3

21、0页/共33页第三十页，共34页。31例例 给定给定(i dn)互易网络的传输参数，求互易网络的传输参数，求T形等效电路。形等效电路。1 I+ 1 U Z1Z22 I Z3+2 U 解：解：开路开路(kil)电压比电压比221021112ZZZUUTI 开路开路(kil)转移导纳转移导纳20212112ZUITI 短路电流比短路电流比223021222ZZZIITU Z2 = 1 / T21Z1 = (T11 -1) / T21Z3 = (T22 -1) / T21可求得可求得22222112122111ITUTIITUTU 第32页/共33页第31页/共33页第三十一页，共34页。321 I

22、+ 1 U Z1Z22 I Z3+2 U 也可由端口电压、电流关系(gun x)直接列参数方程223111UIZIZU 222321IZIZUI 将将1I代入第一式并经整理，可得代入第一式并经整理，可得2231312211)()1(IZZZZZUZZU 223221)1(1IZZUZI Z2 = 1 / T21Z1 = (T11 -1) / T21Z3 = (T22 -1) / T21可求得可求得T11T21T22第33页/共33页第32页/共33页第三十二页，共34页。33谢谢(xi xie)大家观赏！第33页/共33页第三十三页，共34页。NoImage内容(nirng)总结1。端口由一对端钮构成，且满足如下条件：从一个端钮流入的电流等于从另一个端钮流出的电流。2. 二端口（two-port)。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。含线性 R、L、C、M与线性受控源。2. 参考方向。例1. 求Y 参数。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，端口电气特性对称。电路结构不对称的二端口，其电气特性也可能是对称的。Z参数又称开路阻抗参数。谢谢(xi xie)大家观赏第三十四页，共34页。