16 二端口网络

null16 二端口网络16 二端口网络一、教学内容 1.多端网络和多口网络的概念。 2.二端口网络不含独立电源时的方程及其参数， 以及各种参数之间的换算关系。 3.二端口网络的相互连接及计算。二、重点与难点 1.Z、Y、H、T四种参数矩阵。 2.二端口网络参数之间的换算。 3.二端口网络的等效电路。 4.二端口网络的并联、串联与级联。16.1二端口网络16.1二端口网络二端口网络定义存在四端网络N，每个端钮的电流参考方向如右图。根据KCL：i1+i1’+i2+i2’=0。如果对四端网络的端钮电流作限制，使得端钮①①’ 和②②’的电流两两匹配， 即i1+i1’=0，i2+i2’=0，这样流入 ①的电流等于流出①’的电流,流 入②的电流等于流出②’的电流， 则称①①’和②②’为网络N的两个口，即“二端口”。 null例:图示网络是：答（　　 ） A．四端网络，但不是二端口网络 B．四端网络，也是二端口网络 C．二端口网络，但不是四端网络 D．以上皆非null例:下列各虚框内不属于二端口网络的是：答( )null例：图示网络是： A．二端口网络 B．三端网络 C．四端网络 D．以上都不是null 提示： 端口电流的限制完全是实际运用的需要，因为二端口通常是作为中间网络出现在实际运用之中。其入口与输出网络相连，而出口则与负载网络相接。在这样连接的情况下端口电流是满足限制的。 意义：① 撇开网络内部结构，只研究端口特性，用一 组“参数”来反映网络，使得对复杂网络的研究变得简单。 在大规模集成电路广泛使用的今天，这种研究具有现实意义。 本章所研究的二端口网络，是由线性的电阻、电感、电容和线性受控源组成，并规定不包含任何独立电源（如果用运算法分析时，还规定独立初始条件为零）。如不含受控源，则称为无源线性双口网络。null一、Y参数及其方程如果端口电压为已知， 则端口电流式中Y11、Y12、Y21、Y22具有 导纳量纲，称为二端口网络 的Y参数。出端短路，入 端驱动点导纳出端短路，出 端转移导纳入端短路，入 端转移导纳入端短路，出 端驱动点导纳上述参数都是在短路条件下定义的，称为短路参数。 16.2 二端口的方程和参数null例:图示二端口网络的Y参数中，y11等于：答（ ） A. 0.25 S B. 0.5 S C. 1 S D. 以上皆非 null例：求下图所示二端口的Y参数。解：建立结点方程Y12=Y21，根据互易定理可以，对于线性无源 二端口Y12=Y21总是成立的，所以对任何一个线性 无源二端口网络，只要有三个独立参数就足以征 它的性能。对称二端口：如果一个二端口，除了Y12=Y21外， 还有Y11=Y22 ，则此二端口为对称二端口。null例：试建立下图的Y参数方程解：建立结点电压方程这里由于受控源的存在，null二、Z参数及其方程如果端口电流为已知， 则端口电压式中Z11、Z12、Z21、Z22具有 阻抗量纲，称为二端口网络 的Z参数。出端开路，入 端驱动点阻抗出端开路，出 端转移阻抗入端开路，入 端转移阻抗入端开路，出 端驱动点阻抗上述参数都是在开路条件下定义的，称为开路参数。null例:图示二端口网络Z参数中z11等于 答 ( )C. 无穷大 D. 以上皆非A. 0Ω B. 2 Ωnull例：求下图的Z参数，建立Z参数方程。 已知电阻均为1ΩIIIIII解：列写回路方程有Z参数矩阵为：例：求下图的Z21null三、T参数及其方程 如果输出U2、I2为已知， 则输入U1、I1可描述为：出端开路，入 端开路电压比出端开路，入 端转移导纳出端短路，入 端转移阻抗出端短路，入 端短路电流比null由(2)得：将(3)代入(1)得：如何用Y参数或Z参数来表示T参数null互易二端口对称二端口AD- BC=1A= Dnull例：下图为空心变压器，忽略绕组 电阻，试求其T参数。解：建立回路方程由（2）式可得：整理可得：null例:求T参数null例:下列传输参数矩阵中，哪一个是互易、对称二端口网络？ 答（ ） ＢＣＤＡnull四、H参数及其方程在晶体管电路中，H参数表达特性方程很方便出端短路，入 端驱动点阻抗出端短路，出 端短路电流比入端开路，入 端开路电压比入端开路，出 端驱动点导纳互易二端口对称二端口 null例：下图为晶体管等效电路， 试求其H参数。解：根据给定的电路结构， 恰好入端是一个回路， 出端是一个结点，所以 分别列写回路与结点方程。null例：下图二端口网络H参数中h21的数值等于null 16.3 二端口的等效电路两个二端口网络等效：是指对外电路而言，端口的电压，电流关系一致。T型等效电路型等效电路1. 互易二端口的等效电路..null已知一个二端口其Y参数为型等效电路的Y参数应与 上述给定的Y参数相同。型等效电路求法：求型等效电路解之得：nullT型等效电路求法:T型等效电路的Z参数 应与给定的Z参数相同当已知[T]参数、[H]参数时，可用同样求出等效电路null例:等效电路为：2. 一般二端口的等效电路(含受控源二端口)方法1：直接由参数方程得到等效电路。null若已知Y 参数方法2：采用等效变换的方法。其中将上述方程变换null其中相当于一互易二端口， 可求出其等效电路(型)：(计算见前例)nullT 参数其中其等效电路为：null等效电路不唯一null将方程变换为其中相当于一互易二端口， 可求出其等效电路nullT型等效电路为：nullnull一、 无端接(端口1电源无内阻，端口2无负载)§16-4 二端口的转移函数(传递函数)电压转移函数：nullnull同理可以求得其它转移函数：null2 单端接（端口1电源无内阻，端口2接负载）已知Y参数求null3 端口1电源有内阻，端口2接负载已知Z参数求二端口的转移函数不仅和二端口参数有关而且和端接阻抗有关null§16-5 二端口网络的联接一、 级联（链联）设null得null得结论：级联后所得复合二端口T 参数矩阵等于级联的二端口T 参数矩阵相乘。上述结论可推广到n个二端口级联的关系。T=[T1][T2] …. [Tn]null二、并联：输入端口并联，输出端口并联Ynullnullnull三、串联：联接方式如图。采用Z 参数方便nullnull则即结论：串联后复合二端口Z 参数矩阵等于原二端口Z 参数矩阵相加。可推广到n端口串联。null例：已知t=0时闭合k求ic的零状态响应。解：为无源网络null比较系数得R1=1, R2=2三要素