秋电路理论课程学习.pptx

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1、会计学1秋电路秋电路(dinl)理论理论第一页，共64页。图(b)所示的电路含电阻和受控电源。外加电压源u，如图中虚线部分(b fen)所示。对节点列写节点方程得u1即为节点(ji din)电压un1，解得 对回路(hul)l1列写KVL方程，得 消去un1即可得到电路的端口特性为 或 第1页/共64页第二页，共64页。例 试求图示含独立电压源一端口电路(dinl)的端口特性 解：外施电压(diny)源u，如图中虚线部分所示。利用网孔分析法来求电流i，设网孔电流为im1、im2，于是有网孔方程 解得 所以电路(dinl)的端口特性 或 第2页/共64页第三页，共64页。例 试求图示一端口电路(

2、dinl)的端口特性 解：用“外加电流源法”来求一端口的电压(diny)电流关系。外加电流源i，其端口电压(diny)为u。用网孔分析法来求电压(diny)u，设网孔电流为im1、im2、im3，有网孔方程 第3页/共64页第四页，共64页。补充网孔电流im2所满足(mnz)的方程 由上述方程消去(xio q)各网孔电流，即得到一端口电路的端口特性为 也可以用“外加电压源法”来求一端口的端口特性。外加电压源u，其流过电压源的电流为i。利用节点(ji din)分析法来求电压i，设节点(ji din)电压为un1、un2，有节点(ji din)方程 补充节点电压un1所满足的方程 由上述方程消去节

3、点电压，即得到一端口电路的端口特性 第4页/共64页第五页，共64页。一端口电路(dinl)的等效电路(dinl)如果一个一端口电路N和另一个一端口电路N的端口特性完全相同，也就是它们在ui平面上的伏安特性曲线完全重叠(chngdi)，则这两个一端口电路便是等效的。求一端口电路的等效电路，实质上是求该一端口电路的端口特性。例 求图示一端口电路(dinl)的最简等效电路(dinl)。解：已知图示一端口电路的端口特性为 第5页/共64页第六页，共64页。也可以(ky)把端口特性改写为 图(a)所示电路也具有相同的端口特性，其电路由两个元件组成，是可能具有的最简形式(xngsh)，即为所求电路等效的

4、戴维南电路。图(b)所示电流源与电阻并联的电路也具有同样端口特性，也具有最简形式(xngsh)，即为等效的诺顿电路。(a)(b)第6页/共64页第七页，共64页。不含独立电源二端口电路(dinl)的端口特性 一个四端电路(dinl)，若其四个端钮能两两成对地构成端口，则此四端电路(dinl)是一个二端口电路(dinl)。二端口电路(dinl)二端口电路的端口上共有四个变量，即u1、u2、i1和i2。它的端口特性就是由存在于这四个变量之间的约束关系来描述的。每个端口对电路提供一个约束，因此四个变量间的约束关系有两个。这两个约束关系为 第7页/共64页第八页，共64页。对于含电阻元件和/或受控电源

5、的线性二端口电路，上述(shngsh)两个约束关系可具体化为下列两个线性方程 或从四个端口变量中任选两个作为独立变量，另两个作为非独立变量。共有C426种选法。对每一种(y zhn)选法，均能用由两个非独立变量与独立变量之间关系的显式方程来表示，于是能得出六种二端口参数。第8页/共64页第九页，共64页。一、含开路电阻参数(cnsh)的二端口方程 选择端口电流i1和i2为独立变量的情况，相当于二端口电路(dinl)受到两个电流源i1和i2的共同激励。此时此时(c sh)或u=Ri 式中第9页/共64页第十页，共64页。端口2开路时端口1的驱动(q dn)点电阻 端口1开路时的反向(fn xin

6、)转移电阻 端口2开路(kil)时的正向转移电阻 端口1开路时端口2的驱动点电阻 矩阵R称为二端口电路的开路电阻矩阵，它的元素称为r参数 第10页/共64页第十一页，共64页。r参数(cnsh)等效电路 例 试求图示二端口电路的开路(kil)电阻参数 解：先将端口2开路，端口1不变。按电路(dinl)的连接方式可列出 第11页/共64页第十二页，共64页。根据(gnj)r参数定义式可求出 再将端口1开路(kil)，端口2不变。按电路的连接方式可列出 根据(gnj)r参数定义式可求出 第12页/共64页第十三页，共64页。R参数(cnsh)的求法 方法(fngf)一：定义法第13页/共64页第十

7、四页，共64页。方法方法(fngf)(fngf)二：利用网孔法列二：利用网孔法列出方程出方程具有受控源的二端口网络具有受控源的二端口网络(wnglu)(wnglu)其其R R矩阵为非对称矩阵为非对称矩阵矩阵第14页/共64页第十五页，共64页。例：求理想例：求理想(lxing)(lxing)运放二端口网络的开运放二端口网络的开路电阻参数路电阻参数第15页/共64页第十六页，共64页。T型等效电路 将双口网络的参数方程经过(jnggu)适当变形，可得到T型等效电路 具有(jyu)一个受控源的T型等效电路。第16页/共64页第十七页，共64页。已知电阻矩阵为已知电阻矩阵为求T型等效电路第17页/共

8、64页第十八页，共64页。二、含短路电导参数(cnsh)的二端口方程选取端口电压(diny)u1 和u2为独立变量的情况相当于二端口电路受到两个电压(diny)源u1和u2的共同激励。此时此时(c sh)或i=Gu式中第18页/共64页第十九页，共64页。端口2短路时端口1的驱动(q dn)点电导端口1短路(dunl)时的反向转移电导端口2短路时的正向转移(zhuny)电导端口1短路时端口2的驱动点电导矩阵G称为二端口电路的短路电导矩阵，它的元素称为g参数 第19页/共64页第二十页，共64页。g参数(cnsh)等效电路 第20页/共64页第二十一页，共64页。G参数(cnsh)的求法 方法(

9、fngf)一、定义法第21页/共64页第二十二页，共64页。G参数(cnsh)的求法 方法(fngf)一、定义法第22页/共64页第二十三页，共64页。G参数(cnsh)的求法 方法二、列出节点电压(diny)方程第23页/共64页第二十四页，共64页。三、含混合(hnh)参数的二端口方程若选取一端口电流和另一端口电压(diny)为独立变量，相当于二端口电路的一端口受到电流源的激励，另一端口受到电压(diny)源的激励。特性特性(txng)方方程程写成矩阵形式第24页/共64页第二十五页，共64页。可解得 令则或第25页/共64页第二十六页，共64页。其中(qzhng)端口2短路时，端口1的驱

10、动(q dn)点电阻端口1开路(kil)时的反向电压传输比 端口1开路时，端口2的驱动点电导 端口2短路时的正向电流传输比 第26页/共64页第二十七页，共64页。h参数(cnsh)等效电路 在晶体管放大器中，由于低频情况下h参数很容易测量，所以h参数等值电路已成为计算晶体管放大器最有用(yu yn)的工具。第27页/共64页第二十八页，共64页。求求H H参数参数(cnsh)(cnsh)定义定义(dngy)法：法：第28页/共64页第二十九页，共64页。求求H H参数参数(cnsh)(cnsh)第29页/共64页第三十页，共64页。对于端口1受电压(diny)源激励、端口2受电流源激励的二端

11、口电路 特性特性(txng)方程方程则或第30页/共64页第三十一页，共64页。其中(qzhng)四、含传输参数(cnsh)的二端口方程选u2和i2为独立(dl)变量时 第31页/共64页第三十二页，共64页。令则或其中(qzhng)第32页/共64页第三十三页，共64页。A参数(cnsh)的求法 第33页/共64页第三十四页，共64页。A参数(cnsh)的求法 第34页/共64页第三十五页，共64页。当选(dngxun)取u1和i1为独立变量时 令则或第35页/共64页第三十六页，共64页。其中(qzhng)第36页/共64页第三十七页，共64页。二端口电路各参数(cnsh)间的关系 同一个

12、二端口电路的六种参数(cnsh)之间是可以相互换算 n nR参数转换为G参数的关系(gun x)（对同一“二端口”而言）第37页/共64页第三十八页，共64页。n nR参数(cnsh)与G参数(cnsh)的关系（对同一“二端口”而言）已知R参数(cnsh)，可求得G参数(cnsh)已知G参数(cnsh)，可求得R参数(cnsh)第38页/共64页第三十九页，共64页。n nR参数(cnsh)转换H参数(cnsh)（对同一“二端口”而言）第39页/共64页第四十页，共64页。n nR参数(cnsh)与A参数(cnsh)（对同一“二端口”而言）第40页/共64页第四十一页，共64页。例 试求图示二

13、端口电路(dinl)的六种参数矩阵 解：根据(gnj)题图可写出 表示(biosh)成矩阵形式可知 第41页/共64页第四十二页，共64页。再根据(gnj)参数互换表可分别求出第42页/共64页第四十三页，共64页。又a21=0，R矩阵(j zhn)不存在 可见并非任何一个二端口电路都具有(jyu)六种矩阵第43页/共64页第四十四页，共64页。一个二端口电路是否具有(jyu)六种矩阵，可根据下列六个22矩阵是否奇异来断定，即(1)当时，二端口电路无R矩阵(2)当时，二端口电路无G矩阵(3)当时，二端口电路无H矩阵(4)当时，二端口电路无 矩阵 第44页/共64页第四十五页，共64页。(5)当

14、时，二端口电路无A矩阵(6)当时，二端口电路无 矩阵 例 已知压控电流源是一个二端口电路，试问(shwn)该二端口电路是否具有全部六种矩阵 解：根据(gnj)题图有 第45页/共64页第四十六页，共64页。由上面(shng min)二式可求得 上述六个矩阵中只有下列(xili)两个矩阵行列式 可知此受控电源只有Y矩阵(j zhn)和A矩阵(j zhn)，无其他矩阵(j zhn)第46页/共64页第四十七页，共64页。二端口电路(dinl)的互连 二端口电路间的连接方式(fngsh)有：串联、并联、串并联、并串联和级联等 一、串联(chunlin)连接 两个二端口电路的串联连接 若假设二端口电路

15、N1、N2的开路电阻矩阵分别为R1、R2，N1、N2连接后仍满足端口定义第47页/共64页第四十八页，共64页。由N1、N2的端口特性(txng)根据(gnj)题图的串联连接，有 可得 其中(qzhng)第48页/共64页第四十九页，共64页。两个二端口电路相互连接在一起后，若各自(gz)的端口电流约束条件不被破坏，则由两个子二端口电路串联而成的总二端口电路，其开路电阻矩阵R等于两个子二端口电路的开路电阻矩阵R1、R2之和。两个二端口电路之间的连接是否会破坏(phui)各自的端口电流约束条件，可通过有效性测试来判定。对串联连接来说，测试电路如下 第49页/共64页第五十页，共64页。若在这两次

16、测量中电压表的读数(dsh)均为零，即uV10和uV20，则可断定串联连接没有破坏两个子二端口电路各自的端口电流约束条件。第50页/共64页第五十一页，共64页。若在这两次测量中电压表的读数均为零，即uV10和uV20，则可断定串联连接没有(mi yu)破坏两个子二端口电路各自的端口电流约束条件。二、并联(bnglin)连接两个二端口电路(dinl)的并联连接 第51页/共64页第五十二页，共64页。若假设二端口电路N1、N2短路电导矩阵分别为G1、G2，N1、N2连接后仍满足端口定义(dngy)，由N1、N2的端口特性根据(gnj)题图的并联连接，有 可得 其中(qzhng)第52页/共64

17、页第五十三页，共64页。两个二端口电路(dinl)相互连接在一起后，若各自的端口电流约束条件不被破坏，则由两个子二端口电路(dinl)并联而成的总二端口电路(dinl)，其短路电导矩阵G等于两个子二端口电路(dinl)的短路电导矩阵G1、G2之和。两个二端口电路之间的连接是否会破坏各自(gz)的端口电流约束条件，可通过有效性测试来判定。对并联连接来说，测试电路如下 第53页/共64页第五十四页，共64页。若在这两次测量(cling)中电压表的读数均为零，即V10和V20，则可断定并联连接没有破坏两个子二端口电路各自的端口电流约束条件。三、串并联(bnglin)和并串联连接 两个二端口电路(di

18、nl)的串并联连接 第54页/共64页第五十五页，共64页。假设二端口电路N1、N2第一种混合参数矩阵分别(fnbi)为H1、H2，N1、N2连接后仍满足端口定义，则 其中(qzhng)两个二端口电路的并串联(chunlin)连接 第55页/共64页第五十六页，共64页。其中(qzhng)两个二端口电路(dinl)的级联连接 假设二端口电路N1、N2第二种混合参数矩阵分别为 和 ，N1、N2连接后仍满足端口定义，则 四、级联连接(linji)第56页/共64页第五十七页，共64页。根据级联电路(dinl)所示电压、电流参考方向可得 其中(qzhng)级联不会破坏端口条件(tiojin)，所以不

19、需要做有效性测试。例 已知R11，R23，R32。试求图(a)所示T形二端口电路的R矩阵和A矩阵(a)(b)(c)第57页/共64页第五十八页，共64页。解：T形电路(dinl)可以看成是两个简单二端口电路(dinl)的串联（见图(b)），也可以看成是三个简单二端口电路(dinl)的级联（见图(c)）。不难断定这两种接法都是有效的。把它看成是二端口电路(dinl)的串联是为了便于求R矩阵，把它看成是二端口电路(dinl)的级联是为了便于求A矩阵 对图(b)，不难求得 此T形电路(dinl)的R矩阵 第58页/共64页第五十九页，共64页。对图(c)，不难求得 此T形电路(dinl)的A矩阵 第

20、59页/共64页第六十页，共64页。如果利用端口检查方法得出两个二端口电路的连接失效，则必须采取措施变失效连接为有效连接。一般(ybn)可采用光电隔离、变压器隔离等方法来实现有效连接。第60页/共64页第六十一页，共64页。具有(jyu)端接的二端口电路 为了便于讨论，限定所接的一端口端电路是线性非时变(sh bin)的，而且接在输入端口上的一端口电路设定为戴维南（或诺顿）电路，输出端口所接的一端口电路设定为一个电阻 第61页/共64页第六十二页，共64页。采用r参数，二端口电路的电压电流关系(gun x)可表示为 外接一端口电路(dinl)的电压电流关系 联立上述四个方程，可求解得到端口电压u1、u2和电流(dinli)i1、i2。此外驱动点（输入）电阻 开路电压第62页/共64页第六十三页，共64页。输出电阻 二端口电路(dinl)端口电压比 电路转移(zhuny)电压比（电压增益）二端口电路(dinl)端口电流比 电路转移电流比（电流增益）第63页/共64页第六十四页，共64页。