电工技能培训专题-电路分析基础-双口网络.ppt

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1、,131 双口网络,132 双口网络的方程和参数,134 双口网络的联接,133 双口网络的等效电路,135 双口网络的特性阻抗和传输常数,136 回转器和负阻抗变换器,第十三章 双口网络,实际电路中的放大器、滤波器、变压器 可用双口网络模型来表示，如图所示。,13.1 双口网络,1.,端子11 称为输入端口， 端子22称为输出端口。,如果不满足上述条件，称为 四端网络。,一个四端网络满足以下条件 时才能称为双口网络 。,13.1 双口网络,双口网络,13.2 双口网络的方程和参数,一个线性双口网络，端口1-1和2-2处的电流相量和电压相量的参考方向如图所示。,一、Z参数方程,式中的 ， ，

2、， 称为Z参数,（1321）,根据叠加定理 和 应分别等于各个电流源单独作用时产生的电压之和，即,Z参数方程,称为Z参数矩阵。,对于一个给定的双口网络，求Z参数：,2端口开路时1端口输入阻抗,1端口开路时从2端口到1端口 的转移阻抗,Z参数方程,2端口开路时从1端口到2端口 的转移阻抗,1端口开路时2端口输入阻抗,在确定Z参数时，必须有一端口电流为零，即 必须有一个端口开路，因此Z参数又称开路阻 抗参数。,Z参数方程,当双口网络仅由R、L（M）、C无源元件组成 时，双口网络具有互易性， 称为互易 双口网络。,对称双口网络，当满足 、 时， 从双口网络两端看进去的电特性完全相同，这 种网络称为对

3、称双口网络。,互易双口网络,对称双口网络,二、Y参数方程,根据叠加定理， 和 应分别等于各个电压源单独作用时产生的电流之和，即,（1323）,， ， ， 称为Y参数，它们具有导纳特性。,其中,称为Y参数矩阵。,对于一个给定的双口网络，求Y参数,2端口短路时1端口输入导纳,1端口短路时从2端口到1 端口的转移导纳,2端口短路时从1端口到2端 口的转移导纳,1端口短路时2端口输入导纳,求Y参数时必须有一个端口短路，因此Y参 数也称短路导纳参数。,互易网络 , 对称网络 , 。,三、H参数方程,（1325）,式（1325）中的 , , , ,称为H参数。,称为H参数矩阵。,求H参数,2端口短路时，1

4、端口输入阻抗, 它具有阻抗的量纲,1端口开路时反向电压增益,无 量纲,2端口短路时的正向电流增益，无量纲,1端口开路时2端口输入导纳， 它具有导纳的量纲,由于H参数有阻抗、导纳和比例系数，故称 H参数为混合参数。,四、A参数方程,（1327）,式（1327）中的 , , , 称为A参数。,称为A参数矩阵。,A参数可由式（1327）求得：,2端口开路时电压比,2端口短路时转移阻抗,2端口短路时转移导纳,2端口开路时电流比,A参数也是一个混合参数，其中的四个参数 都具有转移参数性质，多用于传输理论，也 叫传输参数。,除上述四种参数方程外还有B参数方程和 G参数方程。,B参数方程为:,G参数方程为:

5、,G参数矩阵为:,例1321已知图1323所示电路,求,参数。,解：由,参数定义得,例1322已知图1324所示电路，求 参数,解：参照等效电路图,参照等效电路图,求得,由于 ，这是一个互易双口网络。,例1323双口网络如图1325所示，求 参数,解：根据参数定义并参照图求得 参照图求得,参照图求得,解：列写双口网络的参 数方程,例1324,求图示电路的,由电路知,联立以上四方程，消去 和 得,解得,已知一工作在小信号条件下的晶体管电 路模型如图所示，求H参数。,例1325,解：由参数方程可知,五、双口网络参数间的相互换算,已知一种参数，通过转换可以求出另一种参数。 例如已知Z参数方程,求出

6、Y参数方程,Y参数,五、双口网络参数间的相互换算,13.3 双口网络的等效电路,一、 Z参数等效电路 若已知双口网络的Z参数方程,则 Z参数等效电路如图1331所示。,对应的等效电路是一个含有受控 源的T型电路，如图（a）所示。 如果是互易双口网络，等效电 路是不含受控源的三个阻抗组成 的T型网络，如图（b）所示。,将Z参数方程改写成如下形式,Z参数等效电路,二、Y参数等效电路,将Y参数方程改为,若已知Y参数方程,则Y参数等效电路如图(a)所示,则Y参数等效电路如图(b)所示,解：双口网络的Z参数方程为,将上式改写为,例1331,已知双口网络的Z参数矩阵，求此双口网络的等效电路。,代入参数值可

7、得：,Z参数T型等效电路如图所示,13.4 双口网络的联接,13.4.1 串联,将两个双口网络分别在输入端口和输出端口串接起来，就称为双口网络的串联。如图13-4-1所示。,双口网络串联时，总端口的电流等于各网络端 口的电流，即,电压等于各串联网络端口电压之和，即,13.4 双口网络的联接,两个双口网络串联形成总双口网络，总双口网络的Z参数矩阵等于各串联网络Z参数矩阵之和,即,13.4 双口网络的联接,13.4.2 并联,将两个双口网络的输入端口和输出端口分别并接在一起，这样的联接方式称为双口网络的并联。如图所示。,并联时总端口电流等于 两个并联网络端口电流 之和，即,+,13.4.2 并联,

8、其中,或,并联后的双口网络总端口Y参数矩阵等于各双 口网络Y参数矩阵之和。,13.4.3级联,一个双口网络的输出端口与另一个双口网 络的输入端口相联，如图所示，称为双口网 络的级联。,级联双口网络的计算，采用传输参数较为方便。,Na，Nb级联后的总网络的传输参数方程为,对于双口Nb网络传输参数方程为,其中,或,级联后的传输参数矩阵等于各双口网络传输参数矩阵的乘积。,13.4.3级联,13.4.4 双口网络的串、并联和并、串联,双口网络的串、并联是两个双口网络的输入端口串联，输出端口并联，如图所示的联接方式。 串并联后的网络H参数矩阵等于各网络H参数矩阵之和。即,双口网络的并串联,例13-4-1

9、,求图(a)所示双口网络的Y参数矩阵。,解：（a）可以看成是 图（b）和图（c）并联 形成的电路，可求出,所以图（a）的Y参数矩阵,135 双口网络的特性阻抗和传输常数,一 双口网络的特性阻抗,当双口网络正向传输时，若在2-2端口接负载阻抗，如图（a）所示，此时从1-1端口向右看过去的输入阻抗 ，又当该网络反向传输时，在1-1端口接负载阻抗 ，如图（b）所示，此时由22端口向左看过去输入阻抗恰好是 ,这一对阻抗 、 称为双口网络的特性阻抗。 称为输入特性阻抗， 称为输出特性阻抗。,二、双口网络的传输常数,传输常数是恒量信号经过双口网络后能量发生变化情况的一个参数，用 表示。,定义为：当双口网络

10、两端分别接相应的特性阻抗，输入端口电压向量与电流向量的乘积比输出端口电压向量与电流向量乘积，并取自然对数的一半。即,其中，衰减常数,，单位为奈（培）Np；,相移常数,，单位为度或弧度。,显然 是复数，它的实部表明信号经过网络后能量的变化，而虚部表示了电压与电流相量积 相位的变化。如果是对称双口网络，则,所以,136 回转器和负阻抗变换器,、回转器,如果一个双口器件的两端口电压、电流满足以下关系：,（1361）,或写成,（1362）,则称此双口器件为回转器。式中， r、g称为回转常数，r称为回转电阻，g称为回转电导，两者 互为倒数,电路符号如图（1361）所示。,二、负阻抗变换器,负阻抗变换器可分为电流反向型负阻抗变换器（INIC）和电压反向型负阻抗变换器（VNIC）。,136 回转器和负阻抗变换器,电流反向型负阻抗变换器,电压电流关系,电压反向型负阻抗变换器,136 回转器和负阻抗变换器,136 回转器和负阻抗变换器,讨论负阻抗变换器,