第16章二端口网络 (2)精选PPT.ppt

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1、第16章二端口网络第1页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页-+16-1 16-1 二端口网络二端口网络一、二端网络回顾一、二端网络回顾表征端口电流电压关系的参数：表征端口电流电压关系的参数：输入阻抗输入阻抗Z 或输入导纳或输入导纳Y。且且 Z Y 1。端口的概念：端口的概念：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个端端子子流流出出的的电电流流，此称为端口条件。此称为端口条件。Z（Y）+u1 i1 i1 一端口一端口第2页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页

2、上一页二、四端网络二、四端网络 在工程实际中，网络中伸出四个端子与外电路相在工程实际中，网络中伸出四个端子与外电路相连。称为连。称为四端网络。四端网络。线性线性网络网络 四端网络四端网络 第3页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页变压器变压器n:1 滤波器滤波器R C C 例例 三极管三极管传输线传输线第4页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页输入端输入端1-1 输出端输出端2-2 端口条件：端口条件：（二端口网络是四端网络的一种特例）（二端口网络是四端网络的一种特例）有源有源 Ns 指含独立源指含独立源无源无源 No （含受控源）（含受控源

3、）三、三、二端口网络（双口网络）二端口网络（双口网络）i2 i1 i1 i2 i2 i1 i1 i2 i4 i3 i1 i2 二端口网络四端网络二端口网络二端口网络第5页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页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 约定约定 1.1.讨论范范围含线性含线性R、L、C、M与线性受控源的无源网络与线性受控源的无源网络端口条件破端口条件破坏坏i1 i2 i2 i1 u1+u2+2 21 1Ri1 i2 3 3 4 4 i第6页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页2.参

4、考方向参考方向 本章中二端口的参考方向，一般都如上图所示；引用公式时本章中二端口的参考方向，一般都如上图所示；引用公式时一定要注意端口的参考方向。一定要注意端口的参考方向。线性线性RLCM 受控源受控源 i1 i2 i2 i1 u1+u2+封装装 由于集成电路的发展，集成块内部由于集成电路的发展，集成块内部元元件不知道，只能研究其端口的电压、电流特性；件不知道，只能研究其端口的电压、电流特性；四、研究目的四、研究目的1、集成元件、集成元件 第7页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页2、远距离输送电、远距离输送电 电站电站 用户用户中间过程复杂中间过程复杂 可以把电路处

5、理成可以把电路处理成 双口网双口网络络 五、研究内容五、研究内容1、端口的电流、电压关系、端口的电流、电压关系 2、等效电路、等效电路 3、二端口的联接、二端口的联接 第8页，此课件共52页哦16-2 16-2 二端口网络方程及参数二端口网络方程及参数下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页概述：概述：1、一端口（单口，二端网络）、一端口（单口，二端网络）表示其端口电流电压关系表示其端口电流电压关系电路方程电路方程 Z 阻抗参数阻抗参数 Y 导纳参数导纳参数 2、二端口网络、二端口网络 共共6种组合，种组合，6个方程个方程 介绍介绍4种：种：Y Z A(T)H-+第9页，此课件共52页哦下

6、一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页1、方程的建立、方程的建立说明：说明：的参考方向如图的参考方向如图端口电压端口电压,电流可以是相量，也可电流可以是相量，也可以运算形式以运算形式(零状态的零状态的)研究无源二端口研究无源二端口(无独立源无独立源)作用下求作用下求)(应用叠加原理，在应用叠加原理，在1)单独作用单独作用 应用网络函数概念应用网络函数概念N一、一、Y参数及方程参数及方程 求求)（已知（已知第10页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页3)迭加迭加单独作用单独作用 2)写出矩阵形式写出矩阵形式Y Y参数方程参数方程Y参数矩阵参数矩阵第11页，此课件共5

7、2页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页1)意意 义义输出端短路时转移导纳输出端短路时转移导纳输入端短路时输出导纳输入端短路时输出导纳输出端短路时输入导纳输出端短路时输入导纳输入端短路时转移导纳输入端短路时转移导纳2、Y参数的意义及性质参数的意义及性质第12页，此课件共52页哦电气对称：如果二端口的Y参数，除了Y12=Y21外还有Y11=Y22，则此两个端口的1-1和2-2互换位置后与外电路连接，外部特性将不会有变化。这种二端口从任一端口看进去电气特性完全相同。因而称为电气对称，或简称为对称的二端口。结构对称：指连接方式和元件性质及其参数的大小均具有对称性。请思考电气对称和结构对称二

8、者关系。下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页2)性质性质Y Y参数是导纳参数，也称为短路参数；参数是导纳参数，也称为短路参数；Y Y参数本质上是网络函数，反映网络的构造与元件的参数本质上是网络函数，反映网络的构造与元件的参数，它与激励无关。参数，它与激励无关。由互易定理形式一，在无源（且不含受控源）二端口中：由互易定理形式一，在无源（且不含受控源）二端口中：2112YY=第13页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页图示双口网络，图示双口网络，求求Y参数参数.例例1：解法一：根据解法一：根据Y参数意义参数意义3.实际电路中实际电路中Y参数的求解参数的求解0122

9、12=UUIY&第14页，此课件共52页哦解法二：建立电路方程解法二：建立电路方程节点节点1：节点节点2：下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页总结：1）线性无源（且不含受控源）二端口，Y12=Y21总成立，只有三个独立的参数。反过来，3个独立参数就可以表示二端口网络。2）如果图中Y11=Y22,，则二端口电气对称，仅当 YA=YC才称为结构对称。3）结构对称一定电气对称，电气对称不一定结构对称。反例：右图电气对称，结构不对称。CYCYCYCYCY=+第15页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页例例2：12总结：线性无源（包含受控源）二端口，Y12=Y21不再成

10、立，需要四个独立的参数来表示这个二端口网络。第16页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页1、方程的建立、方程的建立 1)由由Y参数方程导出参数方程导出二、二、Z参数及方程参数及方程 N求求)（已知（已知Z参数方程参数方程第17页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页2）应用迭加原理）应用迭加原理单独作用单独作用单独作用单独作用迭加迭加方程方程-U 2&U 1&第18页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页2.Z参数的意义和性质参数的意义和性质矩阵形式矩阵形式 1)意义意义输出端开路时输入阻抗输出端开路时输入阻抗输出端开路

11、时转移阻抗输出端开路时转移阻抗输入端开路时转移阻抗输入端开路时转移阻抗输入端开路时输出阻抗输入端开路时输出阻抗Z参数矩阵参数矩阵在无源（不含受控源）二端口中在无源（不含受控源）二端口中第19页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页3.实际电路实际电路Z参数的求解参数的求解阻抗参数阻抗参数开路参数开路参数解法一：根据解法一：根据Z参数意义参数意义解法二：建立回路方程求解解法二：建立回路方程求解 2)性质性质4.思考思考Z参数和参数和Y参数的关系？参数的关系？1）一个二端口网）一个二端口网络既可用既可用Z参数也可用参数也可用Y参数参数表示；表示；2）二者关系：二者关系：Z=

12、Y-1第20页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页三三.T(A)参数及方程参数及方程1）工程实践中，往往希望找到一个端口的电流、电压与另一个端口的电流电压之间的直接关系；2）二端口网络无Z、Y参数。如理想变压器：+_+_*思考：能写出Z、Y矩阵吗？n 00 -1/n=u1 1i1 1u2 2-i2 2第21页，此课件共52页哦1.方程及参数方程及参数N(输入、输出电流关系，考虑的是输入、输出电流关系，考虑的是 )求求)（已知（已知下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页第22页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页输出端开路时转移电压比输出

13、端开路时转移电压比输出端短路时转移阻抗输出端短路时转移阻抗输出端开路时转移导纳输出端开路时转移导纳输出端短路时转移电流比输出端短路时转移电流比 2)性质性质转移参数转移参数(传输参数传输参数)2.T参数的意义和性质参数的意义和性质 1)意义意义第23页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页例例 求二端口网络的传输参数。求二端口网络的传输参数。jL 解：解：传输参数为传输参数为L第24页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页例例 求求 TYbYaYc解：解：由由整理得整理得第25页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页由由带

14、入带入整理得整理得第26页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页四、四、H参数及方程参数及方程1、电路方程、电路方程N求求)（已知（已知第27页，此课件共52页哦2、参数意义及性质、参数意义及性质输出端短路时的输入阻抗输出端短路时的输入阻抗输入端开路时的转移电压比输入端开路时的转移电压比输出端短路时的转移电流比输出端短路时的转移电流比输入端开路时的输出导纳输入端开路时的输出导纳下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页第28页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页3.应用举例应用举例晶体三极管微变等效电路晶体三极管微变等效电路第29页，此课件共

15、52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页很小很小很大很大第30页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页16-3 16-3 二端口网络的等效电路二端口网络的等效电路一、等效电路形式一、等效电路形式 解决问题：解决问题：网络内部复杂，已知端口电压、电流关系，只网络内部复杂，已知端口电压、电流关系，只要知道等效电路就可以，或者端口电压、电流关系知道，要知道等效电路就可以，或者端口电压、电流关系知道，确定网络内部的等效结构确定网络内部的等效结构无受控源时，双口网络三个参数独立，未知双口无受控源时，双口网络三个参数独立，未知双口网络只要用三个参数表示即可，三个参数组成

16、二端口网网络只要用三个参数表示即可，三个参数组成二端口网络联接情况有两种情况络联接情况有两种情况1.型电路型电路 2.型电路型电路 第31页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页二二.等效电路中各元件参数的确定等效电路中各元件参数的确定1、已知已知Y Y参数方程确定参数方程确定 型电路型电路画画等效电路等效电路根据电路建立方程根据电路建立方程 对照系数对照系数第32页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页2、已知已知Z Z参数方程确定参数方程确定T T型电路型电路画画等效电路等效电路根据电路建立方程根据电路建立方程 对照系数对照系数第33页，此课

17、件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页例例 已知已知Y，求等效电路。，求等效电路。1S 4S 3S 解：解：其等效电路为其等效电路为请思考：四个独立的z参数的等效电路求解？第34页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页16-4 16-4 二端口网络的转移函数二端口网络的转移函数1.研究的条件研究的条件1）线性无源，无受控源）线性无源，无受控源2）采用运算形式）采用运算形式N3）输出端输出端输入端输入端有端接双口网络单端接：单端接：双端接：双端接：单端接有外电路单端接有外电路双端接有外电路双端接有外电路无端接双口网络：二端口无外接电路，或输入激励无内阻抗

18、。2.电路形式电路形式转移函数：响移函数：响应和激励不在一个端口上；和激励不在一个端口上；第35页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页3、无端接双口网络的转移函数的求解、无端接双口网络的转移函数的求解第36页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页4.有端接双口网络的转移函数的求解有端接双口网络的转移函数的求解1）电路形式电路形式N2）H(s)的求解的求解 H(s)要符合双口网络的电路方程要符合双口网络的电路方程符合端接元件的特性符合端接元件的特性第37页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页N解：解：所求所求例：单端接电

19、路，求例：单端接电路，求第38页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页16-5 16-5 二端口网络的连接二端口网络的连接一、一、级联（链联）级联（链联）1、电路形式、电路形式2、两个二端口之间电压电流关系、两个二端口之间电压电流关系第39页，此课件共52页哦3、复合后、复合后与与的关系的关系第40页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页二、并联二、并联1、电路形式、电路形式2、两个二端口之间电压电流关系、两个二端口之间电压电流关系第41页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页3、复合后、复合后与与的关系的关系第42页，此

20、课件共52页哦三、三、串联串联1、电路形式、电路形式2、两个二端口之间电压电流关系、两个二端口之间电压电流关系第43页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页3.复合后复合后与与的关系的关系 Z Z Z第44页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页例例的的A参数矩阵已知为参数矩阵已知为求图示二端口网络的求图示二端口网络的A参数矩阵参数矩阵,设内部二端口网络设内部二端口网络P1 P2 P1 解：解：第45页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页P1 P2 第46页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页例

21、例:求图示二端口网络的求图示二端口网络的T参数矩阵参数矩阵n:1 解解:n:1 1I2I第47页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页第48页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页16-6 16-6 回转器和负阻抗变换器回转器和负阻抗变换器一、回转器一、回转器 ：是一种线性非互易的多端元件。：是一种线性非互易的多端元件。1、符号符号 2、端口端口特性特性 1)Z Z参数方程参数方程 回转系数（回转电阻）回转系数（回转电阻）2)Y Y参数方程参数方程 回转系数（回转电导）回转系数（回转电导）+-+-第49页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录

22、返回返回上一页上一页3 3、性、性质R(g)2）回转器可以把一个电容回转为一个电感。）回转器可以把一个电容回转为一个电感。1）回转器是一个无源线性元件，既不消耗功率又不发出功率。）回转器是一个无源线性元件，既不消耗功率又不发出功率。第50页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页4、应用举例应用举例求求 解：解：dtdiLuLl=第51页，此课件共52页哦下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页1 1、电流反向型的流反向型的负阻抗阻抗变换器（器（CNICCNIC）实常数实常数二、负阻抗变换器（二、负阻抗变换器（NICNIC）NICNIC+_+_2 2、电压反向型的反向型的负阻抗阻抗变换器（器（VNICVNIC）2 2 fU =-I Z 第52页，此课件共52页哦