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1、第15章二端口网络现在学习的是第1页，共72页变压器变压器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现在学习的是第2页，共72页1.端口端口(port)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另一个端钮流出的电流。从另一个端钮流出的电流。2.二端口（二端口（two-port)当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路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。为二端口网络。线性线性RLCM受控源受控源i1i2i2i1u1+u2+u1i1i1现在学习的是第3页，共7
2、2页 3.二端口网络与四端网络二端口网络与四端网络二端口二端口i2i1i1i2具有公共端的二端口具有公共端的二端口i2i1i1i2四端网络四端网络 i4i3i1i2现在学习的是第4页，共72页不满足端口条件不满足端口条件1-1 2-2是二端口是二端口3-3 4-4不是二端口，不是二端口，是四端网络是四端网络例例i1i2i2i1u1+u2+2 21 1Rii1 i2 33 4 4现在学习的是第5页，共72页约定约定1.讨论范围讨论范围含线性含线性 R、L、C、M与线性受控源与线性受控源不含独立源不含独立源2.参考方向参考方向线性线性RLCM受控源受控源i1i2i2i1u1+u2+现在学习的是第6
3、页，共72页2 二端口的参数和方程二端口的参数和方程+-+-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来表示，即可用端口电压电流有六种不同的方程来表示，即可用六套六套参数描述二端口网络。参数描述二端口网络。现在学习的是第7页，共72页一、一、Y 参数和方程参数和方程设有设有 l 个独立回路个独立回路12解得解得令令+-+-线性线性无源无源称为称为Y 参数矩阵参数矩阵矩阵矩阵形式形式现在学习的是第8页，共72页端口电流端口电流 可视为可视为 共同作用产生。共同作用产生。Y参数的实验测定参数的实验测定+-线性线性无源无源+-线性线性无源无源Y 短路导纳
4、短路导纳参数参数自导纳自导纳自导纳自导纳转移导纳转移导纳转移导纳转移导纳现在学习的是第9页，共72页若网络内部无受控源若网络内部无受控源(满足互易定理满足互易定理)，则阻抗矩阵，则阻抗矩阵Z对称对称 12=21互易二端口网络互易二端口网络四个参数中只有三个是独立的四个参数中只有三个是独立的。Y12=Y21现在学习的是第10页，共72页例例1.1.求求Y 参数。参数。解：解：Yb+Ya Yc Yb+Ya Yc Yb+Ya Yc互易二端口互易二端口现在学习的是第11页，共72页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，端端口口电
5、电气气特特性性对对称称；电电路路结结构构不不对对称称的的二二端端口口，其其电电气特性也可能是对称的。这样的二端口也是对称二端口。气特性也可能是对称的。这样的二端口也是对称二端口。若若 Ya=Yc有有 Y12=Y21，又，又Y11=Y22（电气对称），称为对称二端口。（电气对称），称为对称二端口。对称二端口只有对称二端口只有两个参数是独立两个参数是独立的。的。Yb+Ya Yc现在学习的是第12页，共72页 10+5 10 2 互易互易电气对称电气对称+2 2 2 4 现在学习的是第13页，共72页例例2 求所示电路的求所示电路的Y参数参数 解一解一 Yb+Ya Yb+Ya Yb+Ya现在学习的是
6、第14页，共72页解二解二 Yb+Ya非互易二端口网络（网络内部有受控源）非互易二端口网络（网络内部有受控源）四个独立参数四个独立参数。现在学习的是第15页，共72页二、二、Z 参数和方程参数和方程由由Y 参数方程参数方程即：即：其中其中 =Y11Y22 Y12Y21+-+-线性线性无源无源现在学习的是第16页，共72页其矩阵形式为其矩阵形式为称为称为Z参数矩阵参数矩阵Z参数的实验测定参数的实验测定Z参数参数又称又称开路阻抗参数开路阻抗参数现在学习的是第17页，共72页互易二端口互易二端口对称二端口对称二端口若若 矩阵矩阵 Z 与与 Y 非奇异非奇异则则现在学习的是第18页，共72页例例1.求
7、所示电路的求所示电路的Z 参数参数 Zb+Za Zc现在学习的是第19页，共72页例例2 求所示电路的求所示电路的Z参数参数 Zb+Za Zc+现在学习的是第20页，共72页三、三、T 参数参数(传输参数传输参数)和方程和方程由由(2)得：得：将将(3)代入代入(1)得：得：即：即：现在学习的是第21页，共72页可得可得其矩阵形式其矩阵形式(注意负号）注意负号）称为称为T 参数矩阵参数矩阵现在学习的是第22页，共72页互易二端口互易二端口对称二端口对称二端口T11 T22-T12 T21=1Y12=Y21Y11=Y22则则T11=T22现在学习的是第23页，共72页T 参数的实验测定参数的实验
8、测定开路参数开路参数短路参数短路参数现在学习的是第24页，共72页则则即即n:1i1i2+u1u2例例1 求所示电路的求所示电路的T参数参数现在学习的是第25页，共72页例例2求求T参数参数+1 2 2 I1I2U1U2+1 2 2 I1U1U2+1 2 2 I1I2U1现在学习的是第26页，共72页四、四、H 参数和方程参数和方程H 参数方程参数方程矩阵形式矩阵形式+-+-线性线性无源无源H 参数也称为混合参数参数也称为混合参数现在学习的是第27页，共72页H 参数的实验测定参数的实验测定互易二端口互易二端口对称二端口对称二端口 开路参数开路参数短路参数短路参数现在学习的是第28页，共72页
9、例例 求所示电路的求所示电路的H参数参数+R1 R2现在学习的是第29页，共72页Z参数参数 不存在不存在Y 参数不存在参数不存在 2 +2 +小结小结1.六套参数，还有六套参数，还有逆传输参数逆传输参数 和逆混合参数。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，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。现在学习的是第30页，共72页3.可用不同的参数表示以不同的方式连接的二端口。可用不同的参数表示以不同的方式连接的二端口。4.线性无源二端口线性无源二端口5.含有受控源的电路四个独立参数。含有受控源
10、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现在学习的是第31页，共72页3 二端口的等效电路二端口的等效电路(2)求等效电路即根据给定的参数方程画出电路。求等效电路即根据给定的参数方程画出电路。一、由一、由Z参数方程画等效电路参数方程画等效电路+Z22+Z11(1)两个二端口网络等效：两个二端口网络等效：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。现在学习的是第32页，共72页改写为改写为+Z11-Z12 Z22-Z12Z12+同一个参数方程，可以画出结构不同的等效电路。同一个参数方程，可以画出结构不同的等效电路。
11、等效电路不唯一。等效电路不唯一。现在学习的是第33页，共72页互易网络互易网络网络对称网络对称(Z11=Z22)则等效电路也对称则等效电路也对称+Z11-Z12 Z22-Z12Z12+Z12=Z21+Z11-Z12Z12 Z22-Z12+现在学习的是第34页，共72页二、由二、由Y参数方程画等效电路参数方程画等效电路+Y11 Y22-Y12+Y11+Y12 Y22+Y12另一种形式另一种形式现在学习的是第35页，共72页互易网络互易网络网络对称网络对称(Y11=Y22)则等效电路也对称则等效电路也对称Y12=Y21-Y12+Y11+Y12 Y22+Y12-Y12+Y11+Y12 Y22+Y12
12、现在学习的是第36页，共72页例例 给定互易网络的传输参数，求给定互易网络的传输参数，求T形等效电路。形等效电路。+Z1Z2 Z3+解解开路电压比开路电压比开路转移导纳开路转移导纳短路电流比短路电流比Z2=1/T21Z1=(T11-1)/T21Z3=(T22-1)/T21可求得可求得现在学习的是第37页，共72页+Z1Z2 Z3+也可由端口电压、电流也可由端口电压、电流关系直接列参数方程关系直接列参数方程将将代入第一式并经整理，可得代入第一式并经整理，可得Z2=1/T21Z1=(T11-1)/T21Z3=(T22-1)/T21可求得可求得T11T21T22现在学习的是第38页，共72页4 二端
13、口网络的联接二端口网络的联接一、一、级联（链联）级联（链联）设设即即T+T +T +现在学习的是第39页，共72页T+T +T +得得TT +T +现在学习的是第40页，共72页得得结论：结论：级级联联后后所所得得复复合合二二端端口口T 参参数数矩矩阵阵等等于于级级联联的的二二端端口口T 参参数数矩矩阵阵相相乘乘。上上述述结结论论可可推推广广到到n个个二二端端口口级级联联的的关关系。系。T=T1T2 .TnT1T2.Tn现在学习的是第41页，共72页例例1易求出易求出 4 6 4 4 T1得得 4 6 T3T2现在学习的是第42页，共72页RRRCCC+例例2求求现在学习的是第43页，共72页
14、二、并联：二、并联：输入端口并联，输出端口并联输入端口并联，输出端口并联+Y +Y +Y现在学习的是第44页，共72页并联后并联后+Y +Y +Y现在学习的是第45页，共72页可得可得结论：结论：二二端端口口并并联联所所得得复复合合二二端端口口的的Y参参数数矩矩阵阵等等于于两两个个二二端端口口Y 参数矩阵相加。参数矩阵相加。现在学习的是第46页，共72页(1)两两个个二二端端口口并并联联时时，其其端端口口条条件件可可能能被被破破坏坏,此此时时上上述关系式就不成立。述关系式就不成立。10 2A1A1A1A5 2.5 10V+5V+2A2A1A1A 1A1A2.5 2.5 10V+5V+1A注意：
15、注意：现在学习的是第47页，共72页不是二端口不是二端口不是二端口不是二端口并联后端口条件破坏并联后端口条件破坏4A-1A2A1A2A 2A002A10 10V5V1A1A5 2.5 2.5 2.5+4A4A1A1A现在学习的是第48页，共72页例例R1R4R2R3R1R2R3R4(2)具有公共端的二端口，将公共端并在一起将不会破坏端口条具有公共端的二端口，将公共端并在一起将不会破坏端口条件。件。现在学习的是第49页，共72页三、串联：三、串联：输入端口串联输入端口串联 输出端口串联输出端口串联 采用采用Z 参数参数+Z+Z +串联电流相等串联电流相等现在学习的是第50页，共72页则则即即结论
16、结论 串串联联后后复复合合二二端端口口Z 参参数数矩矩阵阵等等于于原原二二端端口口Z 参参数数矩矩阵阵相相加加。可推广到可推广到 n端口串联端口串联。现在学习的是第51页，共72页端口条件破坏端口条件破坏，不正规连接，不正规连接!2 2 2 1 1 例例1 3 1 4 4 2 2 2 1 1 1 3 1 4 4 2 6 2 4 4 4A2A4A3A2A3A4A2A现在学习的是第52页，共72页分析：什么情况下串联后端口条件不被破坏分析：什么情况下串联后端口条件不被破坏abIab若若Iab=0则左边则左边端口条件满足端口条件满足ISISabV=0a、b在断开时等电位在断开时等电位现在学习的是第5
17、3页，共72页ISabV=0IScdV 0=c、d在断开时等电位，在断开时等电位，则连起来后连线中无电流则连起来后连线中无电流右边右边端口条件满足端口条件满足a、b在断开时等电位，在断开时等电位，则连起来后连线中无电流则连起来后连线中无电流左边左边端口条件满足端口条件满足有效性试验有效性试验正规连接时才有正规连接时才有 Z=现在学习的是第54页，共72页5 对称对称二端口网络的特性参数二端口网络的特性参数一、有载二端口网络的入端阻抗一、有载二端口网络的入端阻抗N+-+-1122ZLT 参数方程参数方程当端口当端口2接阻抗接阻抗ZL时，时，现在学习的是第55页，共72页端口端口1的入端阻抗的入端
18、阻抗Zi为：为：N+1122ZL Zi可见可见Zi 随随 ZL 变化而变化，双口网络有变换阻抗的作用变化而变化，双口网络有变换阻抗的作用现在学习的是第56页，共72页n:1i1i2+u1u2例例n:1+ZL现在学习的是第57页，共72页当当ZL=ZC时，时，恰好恰好使使Zi=ZC，则，则 ZC称为二端口的称为二端口的特性阻抗特性阻抗。二、对称二端口网络的特性阻抗二、对称二端口网络的特性阻抗对称对称+1122ZCZC对于对称二端口：对于对称二端口：T11=T22 现在学习的是第58页，共72页 4 4 4 例例求特性阻抗求特性阻抗ZC 4 4 4 ZCZC现在学习的是第59页，共72页 4 4
19、4+-4 4 4+-现在学习的是第60页，共72页对称二端口在端口对称二端口在端口2接特性阻抗接特性阻抗ZC时，输入电压（流）和输出时，输入电压（流）和输出电压（流）比值的关系电压（流）比值的关系三、传播系数三、传播系数对称对称+1122ZC现在学习的是第61页，共72页对称二端口对称二端口 T11=T22对称二端口输出端口对称二端口输出端口接特性阻抗时，两个接特性阻抗时，两个端口电压比和电流比端口电压比和电流比相同。相同。现在学习的是第62页，共72页令令其中其中 =+j 可得可得 称为衰减系数称为衰减系数 称为相位系数称为相位系数 称为传播系数称为传播系数现在学习的是第63页，共72页四、
20、四、用用ZC及及 表示的对称二端口的传输参数方程表示的对称二端口的传输参数方程由以上两式可得由以上两式可得T 参数方程参数方程现在学习的是第64页，共72页则对称二端口的传输参数方程可表示为则对称二端口的传输参数方程可表示为现在学习的是第65页，共72页n个个+,ZC ,ZC ,ZC+T1T1T1现在学习的是第66页，共72页5 回转器和负阻抗变换器回转器和负阻抗变换器一一.回转器回转器电路符号电路符号+i1i2u2u1rr：回转电阻：回转电阻u1=-r i2u2=r i1i1=g u2i2=-g u1g=1/r性质性质1.非互易元件非互易元件(Y、Z 不对称）。不对称）。2.线性无源元件线性
21、无源元件现在学习的是第67页，共72页3.阻抗逆变。阻抗逆变。例例u1=-r i2u2=r i1i1=g u2i2=-g u1+i1i2u2u1rCu2=r i1L=r2C现在学习的是第68页，共72页4.回转器例子回转器例子i1A i=0R Ei2 DCRRRRRRBu1-+-+u2+i=0r+i1i2u2u1现在学习的是第69页，共72页二、负阻抗变换器二、负阻抗变换器1.电压反向型电压反向型负阻抗变换器和负阻抗变换器和电流反向型电流反向型负阻抗变换器负阻抗变换器电压反向型电压反向型T 参数矩阵参数矩阵UNICi1+u1 i2+u2 现在学习的是第70页，共72页电流反向型电流反向型T 参数矩阵参数矩阵INICi1+u1 i2+u2 现在学习的是第71页，共72页2.阻抗变换器关系阻抗变换器关系(以以INIC为例为例)ZLINIC+(3)代入代入(1)得得(4)除以除以(2)得得即入端阻抗即入端阻抗当当 k=1 时，时，Zi=ZL现在学习的是第72页，共72页