第30讲 二端口电路及其方程和参数精选PPT.ppt

第30讲 二端口电路及其方程和参数第1页，本讲稿共38页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信号号变变换换时，经常碰到如下形式的电路。时，经常碰到如下形式的电路。线性RLCM受控源四端电路四端电路一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念第2页，本讲稿共38页滤波器电路RCC传输线晶体管放大电路例变压器n:1第3页，本讲稿共38页（1）端口端口(port)端端口口由由一一对对端端子子构构成成，且且满满足足如如下下条条件件：从从一一个个端端子子流流入入的的电电流流等等于于从从另另一一个端子流出的电流。个端子流出的电流。（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电路。为二端口电路。线性RLCM受控源i1i2i2i1u1+u2+u1i1i11、二端口、二端口：满足端口条件的四端电路。满足端口条件的四端电路。双口电路的VCR由它本身性质确定的，与外电路无关。第4页，本讲稿共38页 （3）二端口电路与四端电路二端口电路i2i1i1i2具有公共端的二端口i2i1i1i2四端电路 i4i3i1i2第5页，本讲稿共38页不满足端口条件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，是四端电路是四端电路例i1i2i2i1u1+u2+2211Rii1i23344第6页，本讲稿共38页约定：约定：a.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及附加电源不含独立源及附加电源b.参考方向参考方向线性RLCM受控源i1i2i2i1u1+u2+第7页，本讲稿共38页二、二、二、二、二端口电路的方程（二端口电路的方程（二端口电路的方程（二端口电路的方程（VCRVCR）和参数和参数和参数和参数N+-+-端口物理量4个：任选两个作自变量，另外两个作应变量，则可列六任选两个作自变量，另外两个作应变量，则可列六组不同的方程来描述二端口电路的端口伏安特性。组不同的方程来描述二端口电路的端口伏安特性。第8页，本讲稿共38页(一)Z参数(流控型）和方程(VCR)N+-+-如果选端口电流为自变量，为应变量。根据替代定理，端口电流可用相应的电流源替代。如图所示。根据叠加定理可得二端口电路的Z方程第9页，本讲稿共38页物理含义如下：出口开路时输入阻抗出口开路时正向转移阻抗入口开路时反向转移阻抗入口开路时输出阻抗（开路阻抗参数）第10页，本讲稿共38页写成矩阵形式为Z矩阵开路阻抗矩阵第11页，本讲稿共38页N+-+-等效电路：+-+-流控型等效电路（Z参数等效电路）第12页，本讲稿共38页（二）Y（G）参数（压控型）和方程（VCR）+-+-线性无源矩阵矩阵形式形式 假设两个端口电压已知，利假设两个端口电压已知，利用替代定理把两个端口电压都看用替代定理把两个端口电压都看作是外施的独立电压源。作是外施的独立电压源。根据叠加定理，可求得二端口电路的Y方程Y矩阵Y参数第13页，本讲稿共38页Y参数的物理含义参数的物理含义+-线性无源+-线性无源Y参数：参数：短路导纳短路导纳参数参数出口短路时出口短路时输入导纳输入导纳入口短路时入口短路时输出导纳输出导纳入口短路时入口短路时反向转移导纳反向转移导纳出口短路时出口短路时正向正向转移导纳转移导纳第14页，本讲稿共38页+-+-线性无源等效电路：+-+-压控型等效电路（Y参数等效电路）第15页，本讲稿共38页（三）A 参数(传输参数)和方程N+-+-研究信号传输的各种问题时，以 为自变量，为应变量。这时，二端口电路的方程为A参数A矩阵在用A方程分析信号传输问题时，参考方向常规定为流出电路。第16页，本讲稿共38页A参数的物理含义：出口开路时的电压比出口开路时的转移导纳出口短路时的转移阻抗出口短路时的电流比第17页，本讲稿共38页由由(2)得：得：将将(3)代入代入(1)得：得：（3）（）（4）式组成）式组成A方程，即：方程，即：（1）（2）N+-+-A参数与Y参数的关系：第18页，本讲稿共38页则例：求所示电路的A参数解：n:1+即第19页，本讲稿共38页（四）H 参数(混合型）和方程H 参数方程参数方程矩阵形式矩阵形式+-+-线性无源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20页，本讲稿共38页H 参数的物理含义：出口短路时输入阻抗出口短路时电流增益入口开路时反向电压增益入口开路时输出导纳第21页，本讲稿共38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1.六套参数，还有六套参数，还有逆传输参数逆传输参数 和和逆混合参数逆混合参数。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。第22页，本讲稿共38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.含有受控源的电路有四个独立参数。含有受控源的电路有四个独立参数。存在存在A参数参数H参数参数Z,Y 均不存在均不存在n:1第23页，本讲稿共38页一、级联（链联）设设即即P+P+P+6-3 双口网络的互连双口网络的互连第24页，本讲稿共38页得P+P+第25页，本讲稿共38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广到推广到n个二端口级联的关系。个二端口级联的关系。A=A1A2 .AnP1P2.Pn第26页，本讲稿共38页例1易求出易求出 4 6 4 4A1得得 4 6A3A2第27页，本讲稿共38页二、并联：输入端口并联，输出端口并联+G+G+Y第28页，本讲稿共38页并联后并联后+G+G+Y第29页，本讲稿共38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个二端口两个二端口Y 参数矩阵相加。参数矩阵相加。第30页，本讲稿共38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,此此时时上上述述关系式就不成立。关系式就不成立。102A1A1A1A52.510V+5V+2A2A1A1A 1A1A2.52.510V+5V+1A注意：第31页，本讲稿共38页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 2A002A1010V5V1A1A52.52.52.5+4A4A1A1A2.52A 2A102A1A1A1A52.510V+5V+2A4A-1A0A2.5 0A第32页，本讲稿共38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件。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。第33页，本讲稿共38页三、串联：输入端口串联 输出端口串联 采用Z 参数+Z+Z+串联电流相等串联电流相等第34页，本讲稿共38页则即结论结论 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 参数矩阵相加。可推广到参数矩阵相加。可推广到 n端口串联端口串联。第35页，本讲稿共38页端口条件破坏端口条件破坏，不正规连接，不正规连接!22211例131442221113144262444A2A4A3A2A3A4A2A第36页，本讲稿共38页分析：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第37页，本讲稿共38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 Z=第38页，本讲稿共38页