16--完整版邱关源电路第十六章PPT课件.ppt
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1、第十六章第十六章 二端口网络二端口网络二端口网络二端口网络16-1二端口的方程和参数二端口的方程和参数16-2二端口的等效电路二端口的等效电路16-3二端口的转移函数二端口的转移函数16-4二端口的连接二端口的连接16-5回转器和负阻抗转换器回转器和负阻抗转换器16-6首首 页页本章重点本章重点2.2.二二端口的等效电路端口的等效电路l 重点重点1.1.二端口的参数和方程二端口的参数和方程3.3.二二端口的转移函数端口的转移函数返 回1616.1 1 二端口网络二端口网络在在工工程程实实际际中中,研研究究信信号号及及能能量量的的传传输输和和信号变换时,经常碰到如下信号变换时,经常碰到如下二二端
2、口电路。端口电路。放大器放大器滤波器滤波器RCC下 页上 页 放大器放大器反馈网络反馈网络返 回晶体管晶体管传输线传输线变压器变压器n:1下 页上 页返 回1.1.端口端口端端口口由由一一对对端端钮钮构构成成,且且满满足足如如下下端端口口条条件件:从从一一个个端端钮钮流流入入的的电电流流等等于于从从另一个端钮流出的电流。另一个端钮流出的电流。N+u1i1i12.2.二端口二端口 当一个电路与外部电路通过两个端口连接时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。称此电路为二端口网络。N+u1i1i1i2i2+u2下 页上 页返 回二端口网络与四端网络的关系二端口网络与四端网络的关
3、系二端口二端口四端网络四端网络 Ni1i2i3i4下 页上 页注意返 回N+u1i1i1i2i2+u2二端口的两个端口间若有外部连接,则会破坏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。原二端口的端口条件。1-1 2-2是二端口。是二端口。3-3 4-4不是二端口,是四端网络。不是二端口,是四端网络。Ni1i1i2i21122Ri1i2i3344下 页上 页返 回3.研究二端口网络的意义研究二端口网络的意义二端口的分析方法易推广应用于二端口的分析方法易推广应用于n端口网络。端口网络。大网络可以分割成许多子网络(二端口)进行分析。大网络可以分割成许多子网络(二端口)进行分析。仅研
4、究端口特性时,可以用二端口网络的电路模型仅研究端口特性时,可以用二端口网络的电路模型进行研究。进行研究。下 页上 页4.4.分析方法分析方法分析前提:讨论初始条件为零的线性无源二端口分析前提:讨论初始条件为零的线性无源二端口网络。网络。找出两个端口的电压、电流关系的独立网络方程,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。这些方程通过一些参数来表示。返 回1.1.讨论范围:讨论范围:线性线性 R、L、C、M与线性受控源,与线性受控源,不含独立源。不含独立源。2.2.端口电压、电流的参考方向如图所示。端口电压、电流的参考方向如图所示。16-2 二端口的方程和参数二端口
5、的方程和参数线性线性R、L、C、M、受控源受控源i1i2i2i1u1+u2+下 页上 页约定返 回端口物理量端口物理量4个个i1、u1、i2、u2 端口电压电流有六种不同的方程来表示,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。即可用六套参数描述二端口网络。下 页上 页注意返 回线性线性R、L、C、M、受控源受控源i1i2i2i1u1+u2+1.1.Y 参数和方程参数和方程采采用用相相量量形形式式(正正弦弦稳稳态态)。将将两两个个端端口口各各施施加加一一电电压压源源,则则端端口口电电流流可可视视为为电电压压源源单单独独作作用用时时产产生的电流之和。生的电流之和。即即Y 参
6、数方程参数方程 Y参数方程参数方程下 页上 页+N返 回写成矩阵形式为写成矩阵形式为Y参数值由内部元件参数及连接关系决定。参数值由内部元件参数及连接关系决定。Y 参数矩阵参数矩阵 Y参数的物理意义及计算和测定参数的物理意义及计算和测定输入导纳输入导纳转移导纳转移导纳下 页上 页注意+N返 回+N转移导纳转移导纳输入导纳输入导纳Y 短路导纳参数短路导纳参数下 页上 页返 回+N+N例例2-1解解求图示二端口的求图示二端口的Y 参数。参数。下 页上 页 Yb+Ya Yc返 回 Yb+Ya Yc Yb+Ya Yc上例中有上例中有互易二端口四个参数中只有三个是独立的。互易二端口四个参数中只有三个是独立
7、的。互易二端口互易二端口(满足互易定理满足互易定理)下 页上 页注意返 回上例中上例中,Ya=Yc=Y 时时,Y11=Y22=Y+Yb对称二端口只有两个参数是独立的。对称二端口只有两个参数是独立的。对对称称二二端端口口是是指指两两个个端端口口电电气气特特性性上上对对称称。电电路路结结构构左左右右对对称称的的一一般般为为对对称称二二端端口口。结结构构不不对对称称的的二二端端口口,其其电电气气特特性性可可能能是是对对称称的的,这这样样的二端口也是对称二端口。的二端口也是对称二端口。对称二端口对称二端口 对称二端口对称二端口下 页上 页注意返 回2.Z 参数和方程参数和方程 将将两两个个端端口口各各
8、施施加加一一电电流流源源,则则端端口口电电压压可可视为电流源单独作用时产生的电压之和。视为电流源单独作用时产生的电压之和。即即Z 参数方程参数方程 Z 参数方程参数方程下 页上 页返 回+N也可由也可由Y 参数方程参数方程即即得到得到Z 参数方程。其中参数方程。其中 =Y11Y22 Y12Y21其矩阵形式为其矩阵形式为下 页上 页返 回+NZ 参数矩阵参数矩阵 Z 参数的物理意义及计算和测定参数的物理意义及计算和测定Z 开路阻抗参数开路阻抗参数转移阻抗转移阻抗输入阻抗输入阻抗 输入阻抗输入阻抗转移阻抗转移阻抗下 页上 页返 回互易二端口满足互易二端口满足:对称二端口满足对称二端口满足:互易性和
9、对称性互易性和对称性下 页上 页例例2-2求图示二端口的求图示二端口的Z参数。参数。Zb Za Zc+返 回解法解法1下 页上 页返 回 Zb Za Zc+解法解法2列列KVL方程。方程。下 页上 页返 回 Zb Za Zc+3.T 参数和方程参数和方程定义:定义:T 参数也称为传输参数,反映输入和输出参数也称为传输参数,反映输入和输出之间的关系。之间的关系。T 参数矩阵参数矩阵注意负号注意负号 T 参数和方程参数和方程下 页上 页注意返 回+N+N T 参数的物理意义及计算和测定参数的物理意义及计算和测定开路参数开路参数短路参数短路参数转移导纳转移导纳转移阻抗转移阻抗转移电压比转移电压比转移
10、电流比转移电流比下 页上 页返 回由由(2)式得式得Y 参数方程参数方程互易性和对称性互易性和对称性其中其中下 页上 页返 回 互易二端口:互易二端口:对称二端口对称二端口:例例2-3即即下 页上 页返 回*n:1+_u1+_u2i1i2求理想变压器的求理想变压器的T 参数。参数。解解例例2-4下 页上 页 1 2 2+返 回求二端口求二端口T 参数。参数。解解4.H 参数和方程参数和方程H 参数也称为混合参数,常用于晶体管等效电路。参数也称为混合参数,常用于晶体管等效电路。H参数和方程参数和方程矩阵形式为矩阵形式为下 页上 页返 回 H 参数的物理意义计算与测定参数的物理意义计算与测定互易性
11、和对称性互易性和对称性 互易二端口:互易二端口:对称二端口对称二端口:开路参数开路参数电压转移比电压转移比入端导纳入端导纳 短路参数短路参数输入阻抗输入阻抗电流转移比电流转移比下 页上 页返 回例例2-5下 页上 页求图示二端口的求图示二端口的H 参数。参数。R1 R2+返 回16-3 二端口的等效电路二端口的等效电路 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:口等效模型来代替,要注意的是:1.1.等效条件:等效模型的方程与原二端口网络的方等效条件:等效模型的方程与原二端口网络的方程相同。程相同。2.2.根据不同的网络参数和方程可
12、以得到结构完全不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。同的等效电路。3.3.等效的目的是为了分析方便。等效的目的是为了分析方便。下 页上 页返 回1.Z 参数表示的等效电路参数表示的等效电路方法方法1:直接由参数方程得到等效电路。:直接由参数方程得到等效电路。下 页上 页+Z22+Z11返 回+N+方法方法2:采用等效变换的方法。:采用等效变换的方法。如果网络是互易的,上图变为如果网络是互易的,上图变为T形等效电路。形等效电路。下 页上 页+Z11-Z12返 回2.Y 参数表示的等效电路参数表示的等效电路方法方法1:直接由参数方程得到等效电路。:直接由参数方程得到等效电路。下
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