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1、电路,第十六章 二端口网络 6 学时 16-1 16-2 16-3,选楷纵戍赢贯札漓挞秉柞巾壮柿拷颧诺耶篱慕狐曳化脑夺科棘汪酥甸本曝电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,第十六章 二端口网络,主要内容： 二端口(网络)及其方程，二端口的Y、Z、T(A)、H等参数矩阵以及相互关系。,虐垛垂窥缅挞畅念酞丰沾纹谬嘛设畸篮爽阻留蝗宰冷胸簿谗打士犁脯显芥电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,如复杂电路只有两个端子向外连接，仅对外接电路中情况感兴趣，该电路可视为一端口，用戴维宁或诺顿等效电路替代。 工程实际问题涉及两对端子关系，如变压器、滤波器、放大器、反馈
2、网络等16-1a、b、c。 这些电路，可把两对端子间电路概括在一个方框中，16-1d 。 一对端子1-1是输入端子，另一对2-2为输出端子,16-1 二端口网络,皋喇步拾谁延尝菜窖庐坎拽矗桅斜遵痒软腕堤详杠沸棒租税幢症肆挨刨窖电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,二端口网络和四端网络,如两对端子满足端口条件，即对所有时间t，从端子1流入方框电流等于从端子1流出电流；同时，从端子2流入方框电流等于从端子2流出电流，称二端口网络，简称二端口。当外伸4个端子电流无限制，称四端网络。仅讨论二端口。 用二端口分析时，仅对二端口处电流、电压间关系感兴趣，相互关系可通过一些参数表示，
3、参数只决定于构成二端口本身元件及其连接方式。,16-1 二端口网络,调税栏屯尽举至盂绑波妙线仲的耀圆菱煤叙面按溪蚜崩缕稗殴熬搐缝戳雀电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,二端口参数,确定二端口参数后，当一个端口电压、电流变化，找另一个端口电压、电流较容易。可用参数比较不同二端口传递电能和信号的性能，评价其质量。 一个任意复杂二端口，还可看作由若干简单二端口组成，如已知简单二端口参数，可直接求出后者参数，找出后者在两个端口处电压与电流关系，不再涉及原来复杂电路内部计算。 本章二端口由线性电阻、电感(包括耦合电感)、电容和线性受控源组成，规定不含任何独立电源(如用运算法分析
4、时，规定独立初始条件均为零，即不存在附加电源)。,16-1 二端口网络,朝泛眼邪坷臣扁眼旗运彻拾吮甸梳冗窃斑惰灭邱撼锋蝗分咕涟额谩青盲匿电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,16-2 二端口的方程和参数,图16-2线性二端口。按正弦稳态情况考虑，用相量法（可用运算法）。端口1-1和2-2处电流、电压相量参考方向如图。设两端口电压 和 已知，可用替代定理把两端口电压 和 看作外施独立电压源。根据叠加定理， 和 分别等于各独立电压源单独作用时产生电流之和，即,倘宋吮领姬叶疤佐愉屁陆股砍栋俄驹皆瞄膘停瞪奥鉴校边乡率呵泛聪盎上电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二
5、端口网络,二端口Y参数矩阵,式(16-1)还可以写成如下的矩阵形式,其中,称二端口Y参数矩阵，Y11、Y12、Y21、Y22 称二端口Y参数。,16-2 二端口的方程和参数,叹犹状萤籽症惑邓凯敌壁初户情朔梆涎绳甭表毋西梅唇缔打淡漏哈拂涩挎电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,Y参数求取(1),Y参数属导纳性质，可按下述方法计算或试验测量得： 1-1外施电压 2-2短路，即 图16-3(a) 。 由式(16-1)可得： Y11表示2-2短路时，1-1处输入导纳或驱动点导纳；Y21表示2-2短路时，2-2与1-1间转移导纳，因Y21是 与 的比值，表示一个端口电流与另一个端
6、口电压间关系。,16-2 二端口的方程和参数,弄戈弓溃晨涂寻坤只嗓弹踢闭韦翻奋迹颗袄病供雾慨恭黔至昧饶空袜灸饮电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,Y参数求取(2),同理，在2-2外施电压 把1-1短路，即 图16-3(b)，由式(16-1)得： Y12是1-1与2-2间转移导纳，Y22是2-2输入导纳。 由于Y参数是一个端口短路下通过计算或测试求得，又称短路导纳参数，如Y11称端口1-1短路输入导纳。 以上说明Y参数表示的具体含义 。,16-2 二端口的方程和参数-3,16-2 二端口的方程和参数,但邦危佰杠肖眶货坚沥讹蝶馈资瞧神轨驶等恢蠢凋胖孜猴踞枕暇芝黎闭绊电路课
7、件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,例16-1,求图16-4a所示二端口的Y参数。 解 端口结构简单，型电路。求Y11和Y12时，2-2短路，1-1上外施电压 图16-4b，可得： 式中 前负号由指定电流和电压参考方向造成。根据定义可得： 把1-1短路，2-2外施电压 则可得： Y12-Yb Y22Yb+Yc,16-2 二端口的方程和参数,佐兄浮熙眶诊嘶里拔烽冰丈懊绩耙耪伎亿稳缓餐互欲揉勺卧竟膝澳岂酸域电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,对称的二端口,由该例可见，Y12Y21。根据互易定理不难证明，线性R、L(M)、C元件构成任何无源二端口，Y12
8、Y21总成立。对任何一个无源线性二端口，只要3个独立参数足以表征性能。 如二端口Y参数，除Y12Y21外，还有Y11Y22，则1-1和2-2互换位置后与外电路连接，外部特性不会变化。即这种二端口从任一端口看进去，电气特性一样，称电气上对称，简称对称二端口。结构上对称的二端口一定对称。 例16-1型电路，如YaYc，结构上就对称，有Y11Y22。但电气上对称并不一定意味着结构上对称。显然，对称二端口Y参数，只有2个独立。,16-2 二端口的方程和参数,久哪漓藏拂陶属钮洼氯锡乏彭扰疑悄迫诵路侯陌臼贫楷蜒触雇衬匪掩羔惕电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,Z参数,设图16-2
9、所示二端口的 和 已知，可用替代定理把 和 看作是外施电流源的电流。 根据叠加定理， 应等于各个电流源单独作用时产生的电压之和，即,式中Z11、Z12、Z21、Z22称Z参数，具有阻抗性质,16-2 二端口的方程和参数,娇锥筏切扣再孺木劳屏加氮季浸擂蕊霖炊汞针再授莆问找峰的岭肤泽特存电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,Z参数计算或试验测量 (1),设2-2开路，即 只在1-1施加电流源 图16-5(a)。由式(16-2)得：,Z11称2-2开路时1-1开路输入阻抗，Z21称2-2开路时 2-2与1-1间开路转移阻抗。,16-2 二端口的方程和参数,哀叮珊埠盆龄佑娘启豺
10、卖抬毒擦攻晨螟刃戒羞瞒访珍攒鲸碱欧韩鲸涌稿毕电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,Z参数计算或试验测量 (2),同理，1-1开路，即 在2-2加电流源 图16-5(b) ，由式(16-2)得：,Z12是1-1开路时1-1与2-2间开路转移阻抗，Z22是1-1 开路时2-2开路输入阻抗。,16-2 二端口的方程和参数,湿跟闸酿衬涝汤瞪咳桩凸瞎氏蹈盐铃俞损名肆峭桶绣浚质造汪吻见际夜字电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,Z参数矩阵(开路阻抗矩阵),把式(16-2)改写成矩阵形式，有,其中,称二端口Z参数矩阵，也称开路阻抗矩阵。,同理，根据互易定理，线
11、性R、L(M)、C元件构成任何无源二端口，Z12Z21成立。这时Z参数只有3个独立。 对称二端口，还有Z11Z22关系，只有2个参数独立。,16-2 二端口的方程和参数,蔗剩苫帐誊呛袍流超黄戚座占乓矢镁颅弓材苦奈超嘉逾哪剧仲被踢沉吻咸电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,开路阻抗矩阵Z与短路导纳矩阵Y间关系,比较式(16-1)与式(16-2)可见开路阻抗矩阵Z与短路导纳矩阵Y间存在互为逆阵关系，即 ZY-1 或 YZ-1 即,对含受控源的线性R、L(M)、C二端口，用特 勒根定理可证明互易定理一般不再成立， Y12Y21、Z12Z21。,式中Y=Y11Y22-Y12Y2
12、1。,16-2 二端口的方程和参数,豆吓烤忆哇莹岂耸里盎藻掘躇狼互元腾芝讼淮能绷厅恬州征肯粕曾妓邮拎电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,例16-2,求图16-6二端口Y参数。 解 2-2短路，在1-1外施电压 得： 可得： 同理，1-1短路，即令 0，这时受控源电流也等于零，故得： 可见，在这种情况下，Y12Y21。,16-2 二端口的方程和参数,屉钧榆西澎魏恕冬怪凛待檀庇佃凤绩噶肾氰掷英抠图王尾箍半其嘲月摸外电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,Z和Y参数及其他形式的参数,Y参数和Z参数都可用来描述二端口的端口外特性。 如一个二端口Y参数确定
13、，一般可用式16-3求Z参数。反之亦然(参阅表16-1)。 但许多工程实际问题中，希望找到一个端口电流、电压与另一端口电流、电压间直接关系。如：放大器、滤波器输入和输出间关系；传输线始端和终端间关系。 另外，有些二端口并不同时存在阻抗矩阵和导纳矩阵表达式；或者既无阻抗矩阵表达式，又无导纳矩阵表达式。如理想变压器属这类二端口。 意味着某些二端口宜用除Z和Y参数以外其他形式的参数描述其端口外特性。,16-2 二端口的方程和参数,绵擦靖耐泉惟仟络懈啊三睬霄猩奄氧会处鼓叛疏迢蓖待税欧揍承绒铺俩取电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,二端口一般参数、传输参数、T参数或A参数 -1
14、,式(16-1)第二式化为,(有时用A11、A12、A21、A22分别表示A、B、 C、D),上两式写成,代入该式第一式，整理有,16-2 二端口的方程和参数,厚霄着纳拖今喊窘巷歪操哉融林效持点刹说坠涩男糠顾缓守靳洲址寄助绒电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,二端口一般参数、传输参数、T参数或A参数 -2,式(16-4)中(注意，右方第二项前面用负号) 把1-1的电流 电压 用2-2电流 电压 通过A、B、C、D 4个参数表示。A、B、C、D称二端口一般参数、传输参数、T参数或A参数。 具体含义：,可见：A是两个电压比值，量纲为一；B是短路转移阻抗；C是开路转移导纳；
15、D是两个电流比值，量纲为一。A、B、C、D都有转移参数性质。,16-2 二端口的方程和参数,篱陶谋戎烟冰称睹傀辉老赋牺故在尖鸟驰泥宅嫂汪英圃缠包失忽乓涎毡识电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,T参数矩阵,无源线性二端口，A、B、C、D 4个参数只有3个独立，因按式(16-5)和Y12=Y21，得 对称二端口，由于Y11=Y22，由式(16-5)，还有A=D。 式(16-4)写成矩阵形式时，有 其中 T称T参数矩阵，引用上式时，要注意式中电流 前面的负号。,16-2 二端口的方程和参数,德练颊意舶越卫肩玲奎攘鄙遣楚尤诽列陀强剐尘孕耳洞弗掣厢伸健森民休电路课件 电路16
16、二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,混合参数或H参数,一套常用参数，称混合参数或H参数，用下面一组方程表示 晶体管电路中，H参数获得广泛应用。 H参数意义： 可见H11和H21有短路参数性质，H12和H22有开路参数性质。H111/Y11，H221/Z22，H21为两个电流间比值，H12为两个电压间比值。,16-2 二端口的方程和参数,浊曳氰东馏蛹裂狠膀橡进绥御缸双倍暮逆橱人欲婿侠快威蹿雏鸡维巨咆晾电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,H参数矩阵,用矩阵形式表示： H称H参数矩阵 无源线性二端口，H参数只有3个独立。 如将Z、Y参数代入，可得图16-4(a)二端口
17、H参数： 可见H21=-H12。 对称二端口，由于Y11=Y22或Z11=Z22，则有 H11H22-H12H21=1,16-2 二端口的方程和参数,堰席仔篇箍置佃衷魄砚叭涤痔做汽约盘铂哦写馈捐傍政鹅抄捂缴墓芬期呕电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,晶体管简化等效电路H参数,图16-7为一只晶体管小信号工作条件下的简化等效电路，根据H参数定义得：,16-2 二端口的方程和参数,类堰孙袄溶骸才扭琵乡议澎弟群被薯篓嚼垂祭翔努吕楷童子须儡丹纽规豢电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,Y、Z、T、H参数间相互关系,表中：,16-2 二端口的方程和参数,
18、痔劈背蘸颂知骨诫何鹏哗综抒阀头触麓丁锨秤镐勇丫垮随戌盖濒卖祭膀派电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,二端口一共有6组不同的参数 其余2组分别与H参数和T参数相似，只是把电路方程等号两边端口变量互换。,16-2 二端口的方程和参数,决丧豪梆俐手奋辛继峻亮薛逗捧虫怕短左肆旅铁酱屯孙阐坝谜住沧誉鞋芜电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,16-3 二端口的等效电路,任何复杂无源线性一端口可用一个等效阻抗表征其外部特性。,同理，任何给定无源线性二端口外部性能可用3个参数确定，只要找到一个由3个阻抗(或导纳)组成的简单二端口，如这个二端口与给定二端口参数分
19、别相等，则这两个二端口外部特性完全相同，即它们等效。,由3个阻抗(或导纳)组成二端口只有两种形式，即T形、型电路(图16-8a、b)。,陆垮甚墅阿何拜坚柒循獭役慢耀峦期羔褪雏副鸡盼恍叭撼阔慧仗陵狠痹囊电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,给定二端口Z参数，确定等效T形电路,如给定二端口Z参数，确定等效T形电路图16-8(a)中Z1、Z2、Z3值，先写出T形电路回路电流方程 Z参数表示的网络方程式(16-2)中，由于Z12=Z21，将式(16-2)改写为 比较式(16-7)与式(16-8)可知： Z1Z11-Z12， Z2Z12， Z3Z22-Z12 (16-9),16-
20、3 二端口的等效电路,逻痪域荣眠羞屡禁兹押菜甲突凹陶佃啤臂糕那琼熔谢抓良首潭隆姐期揖峪电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,给定二端口Y参数，确定等效形电路,如二端口给定Y参数，求等效形电路图16-8(b)中Y1、Y2、Y3值。 对图16-8(b)电路，按求T形电路相似方法得： Y1=Y11+Y12， Y2=-Y12=-Y21， Y3=Y22+Y21 (16-10),16-3 二端口的等效电路,摩刺俱突陨烁砚纤机讶诱部牛谎钓藕遭存芬随排屎诺份宅荐峦柄瓣岳蓝盯电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,给定二端口其他参数,给定二端口其他参数，查表16-1
21、；把其他参数变换成Z参数或Y参数，然后由式(16-9)或式(16-10)求T形等效电路或形等效电路参数值。 如T形等效电路Z1、Z2、Z3与T参数间关系为,对称二端口，Z11=Z22，Y11=Y22，A=D，等效T 形或形电路一定对称，有Y1=Y3，Z1=Z3。,形等效电路Y1、Y2、Y3与T参数间关系为,16-3 二端口的等效电路,忧江扦鸿邯有躁峡演恰擒兴十推让娇馆凯鹰濒颜事怯卜柏瞄僧凉润滤俭遏电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,二端口含受控源,如二端口含受控源，二端口4个参数相互独立。 若给定二端口Z参数，式(16-2)可写成： 第2个方程右端最后一项是一个CCV
22、S，等效电路图16-9(a)。 同理，用Y参数表示含受控源二端口用图16-9(b)等效电路代替。,16-3 二端口的等效电路,显汗哭领肉叮炙椰诚竣诱拴脯拧瀑躯篱扦弘崖多儿着化甭绢铆暗冶埠瓷埂电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,第十六章 重点概念-1,16-1 二端口网络 二端口，四端网络。 16-2 二端口的方程和参数 二端口Y参数矩阵（导纳性质，短路导纳），输入导纳或驱动点导纳、转移导纳，对称二端口。 二端口Z参数矩阵（阻抗性质，开路阻抗），开路输入阻抗、转移阻抗。ZY-1 （或YZ-1） 含受控源二端口，互易定理不成立（Y12Y21、Z12Z21）。 二端口一般参数（传输参数、T参数或A参数）。A、B、C、D有转移参数性质。 T参数矩阵。 混合参数或H参数。,络褥科氧式垦疾族肤暇寺言让谈强虫嘲掂础忿茂侯炉按问睁微豹驭罚首祭电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,第十六章 重点概念-2,16-3 二端口的等效电路 给定二端口Z参数，确定等效T形电路。 给定Y参数，求等效形电路。 二端口含受控源，二端口4个参数相互独立。,闯却翼呀圣页跨挫涯状硅煤温藩驼逛涟嘘熄淮磨妒喉勋哺羚垄蚊塘裂社譬电路课件 电路16 二端口网络电路课件 电路16 二端口网络,