电路分析基础教学课件：第16章.ppt

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1、下 页上 页第第1616章章 二端口网络二端口网络16.116.1二端口网络二端口网络目目录录二端口的方程和参数二端口的方程和参数16.216.2下 页上 页放大器放大器滤波器滤波器RCC 放大器放大器反馈网络反馈网络16.116.1二端口网络二端口网络在工程实际中，研究信号及能量的传输和信在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时，经常碰到如下两端口电路。号变换时，经常碰到如下两端口电路。下 页上 页三极管三极管传输线传输线理想变压器理想变压器n:1下 页上 页1.端口端口端端口口由由一一对对端端钮钮构构成成，且且满满足足如如下下端端口口条条件件：从从一一个个端端钮钮流流入入的的电电流流

2、等等于于从从另一个端钮流出的电流。另一个端钮流出的电流。N+u1i1i12.二端口二端口当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此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网络。电路为二端口网络。N+u1i1i1i2i2+u2下 页上 页二端口网络与四端网络的关系二端口网络与四端网络的关系二端口网络二端口网络四端网络四端网络 Ni1i2i3i4N+u1i1i1i2i2+u2注意注意下 页上 页二端口的两个端口间若有外部连接，则会破坏二端口的两个端口间若有外部连接，则会破坏原二端口的端口条件。原二端口的端口条件。1-1 2-2是二端口是二端口3-3 4-4不是二端口，是四端网络不是二

3、端口，是四端网络Ni1i1i2i21122Ri1 i2 i3344下 页上 页3.研究二端口网络的意义研究二端口网络的意义两端口的分析方法易推广应用于两端口的分析方法易推广应用于n端口网络；端口网络；大网络可以分割成许多子网络大网络可以分割成许多子网络(两端口两端口)进行分析；进行分析；仅研究端口特性时，可以用二端口网络的电路模型仅研究端口特性时，可以用二端口网络的电路模型进行研究。进行研究。4.分析方法分析方法 分析前提分析前提:讨论初始条件为零的线性无源二端口网络讨论初始条件为零的线性无源二端口网络不涉及网络内部电路工作状况不涉及网络内部电路工作状况,找出两个端口的电压、找出两个端口的电压

4、、电流关系的电流关系的独立网络方程独立网络方程表征网络特性表征网络特性，这些方程通，这些方程通过一些过一些参数参数来表示。来表示。下 页上 页16.216.2二端口的方程和参数二端口的方程和参数用二端口概念分析电路时用二端口概念分析电路时,仅对端口处的电压、电仅对端口处的电压、电流之间关系感兴趣流之间关系感兴趣,这种关系可以通过一些参数表示。这种关系可以通过一些参数表示。而这些参数只决定于构成二端口本身的元件及其连接方而这些参数只决定于构成二端口本身的元件及其连接方式，一旦确定表征二端口的参数后，根据一个端口的电式，一旦确定表征二端口的参数后，根据一个端口的电压、电流变化可以找出另一个端口的电

5、压和电流。压、电流变化可以找出另一个端口的电压和电流。1.二端口参数二端口参数 线性线性RLCM受控源受控源i1i2i2i1u1+u2+讨论范围讨论范围:线性线性 R、L、C、M与线性受控源，与线性受控源，不含独立源不含独立源端口电压、电流端口电压、电流的参考方向如图的参考方向如图下 页上 页端口有物理量端口有物理量4个个i1u1i2u2 线性线性RLCM受控源受控源i1i2i2i1u1+u2+在外电路限定的情况下，若在外电路限定的情况下，若任取其中的两个为自任取其中的两个为自变量变量，可得到端口电压、电流的六种不同的方程，可得到端口电压、电流的六种不同的方程表示，表示，即可用六套参数描述二端

6、口网络。即可用六套参数描述二端口网络。主要讨论其中四套参数主要讨论其中四套参数:Y、Z、T、H 参数参数 下 页上 页1.Y 参数和方程参数和方程 Y参数方程参数方程+N将两个端口各施加一电压源，则端口电流可据叠将两个端口各施加一电压源，则端口电流可据叠加定理视为电压源单独作用时产生的电流之和。加定理视为电压源单独作用时产生的电流之和。Y参数方程参数方程下 页上 页写成矩阵形式就是：写成矩阵形式就是：显然显然 Y 参数属于参数属于导纳性质导纳性质。需指出的是需指出的是 Y 参数值参数值仅由内部元件及连接关系决定仅由内部元件及连接关系决定 Y参数的物理意义与计算和测定参数的物理意义与计算和测定+

7、NY参数矩阵参数矩阵在端口在端口1 外施电压外施电压 ,把端口把端口2 短路短路,由由Y参数方程得参数方程得:下 页上 页+N在端口在端口2 外施电压外施电压 ,把端口把端口1短路短路,由由Y参数方程得参数方程得:由以上各式得由以上各式得 Y参数的物理意义：参数的物理意义：Y11表示端口表示端口2短路时短路时,端口端口1处的处的输入导纳或驱动点导纳输入导纳或驱动点导纳Y22表示端口表示端口1短路时短路时,端口端口2处的处的输入导纳或驱动点导纳输入导纳或驱动点导纳Y12表示端口表示端口1短路时短路时,端口端口1与端口与端口2之间的之间的转移导纳转移导纳Y21表示端口表示端口2短路时短路时,端口端

8、口2与端口与端口1之间的之间的转移导纳转移导纳因因 Y参数都是通过一个端口短路下测得的电流与电参数都是通过一个端口短路下测得的电流与电压之间的关系压之间的关系,故故 Y 参数也称参数也称 短路导纳参数短路导纳参数下 页上 页2.Z 参数和方程参数和方程 Z参数方程参数方程+N将两个端口各施加一电流源，则端口电压可据叠将两个端口各施加一电流源，则端口电压可据叠加原理视为电流源单独作用时产生的电压之和。加原理视为电流源单独作用时产生的电压之和。Z参数方程参数方程下 页上 页方程矩阵形式为：方程矩阵形式为：Z参数矩阵参数矩阵Z参数属于参数属于阻抗性质阻抗性质+N Z Z参数的物理意义及计算和测定参数

9、的物理意义及计算和测定在端口在端口1 外施电流外施电流 ,把端口把端口2 开路开路,由由Z参数方程得参数方程得:在端口在端口2 外施电流外施电流 ,把端口把端口1 开路开路,由由Z参数方程得参数方程得:下 页上 页由以上各式得由以上各式得 Z参数的物理意义：参数的物理意义：Z11表示端口表示端口2开路时开路时,端口端口1处的处的输入阻抗或驱动点阻抗输入阻抗或驱动点阻抗Z22表示端口表示端口1开路时开路时,端口端口2处的处的输入输入阻抗阻抗或驱动点或驱动点阻抗阻抗Z12表示端口表示端口1开开路时路时,端口端口1与端口与端口2之间的之间的转移转移阻抗阻抗Z21表示端口表示端口2开开路时路时,端口端

10、口2与端口与端口1之间的之间的转移转移阻抗阻抗因因 Z参数都是通过一个端口开路下测得的电流与电压参数都是通过一个端口开路下测得的电流与电压之间的关系之间的关系,故故 Z 参数也称参数也称 开路阻抗参数开路阻抗参数+N+N下 页上 页求二端口求二端口Z参数参数+*j L1j L2j M+R1R2例例下 页上 页3.T 参数和方程参数和方程 T 参数和方程参数和方程+N实际工程问题中实际工程问题中,常希望找到一个端口的电压、电流常希望找到一个端口的电压、电流 与与另一个端口的电压、电流之间的另一个端口的电压、电流之间的直接关系直接关系。T 参数参数也称也称为为传输参数，传输参数，用来描绘两端口网络

11、的用来描绘两端口网络的输入和输入和 输出或始端输出或始端和终端的关系和终端的关系。下 页上 页方程矩阵形式为：方程矩阵形式为：T参数矩阵参数矩阵 注意注意:应用应用 T 参数方程时要注意电流前面的负号参数方程时要注意电流前面的负号!T T 参数的物理意义及计算和测定参数的物理意义及计算和测定表示端口表示端口2开路时开路时,端口端口1与端与端口口2处的电压比处的电压比,称称转移电压比转移电压比T参数都具有参数都具有转移性质转移性质表示端口表示端口2短路时端口短路时端口1的电压与的电压与端口端口2的电流比的电流比,称称短路转移阻抗短路转移阻抗 下 页上 页为端口为端口2开路时端口开路时端口 1的电

12、流与端的电流与端口口2的电压比，称的电压比，称开路转移导纳开路转移导纳 为端口为端口2短路时端口短路时端口 1的电流与的电流与端口端口 2的电流比，称的电流比，称转移电流比转移电流比 下 页上 页4.H 参数和方程参数和方程H 参数也称为参数也称为混合参数混合参数，常用于，常用于晶体管等效电路晶体管等效电路 H参数和方程参数和方程方程矩阵形式方程矩阵形式:H参数矩阵参数矩阵下 页上 页 H 参数的物理意义计算与测定参数的物理意义计算与测定开路电压转移比开路电压转移比开路输入端导纳开路输入端导纳 短路输入阻抗短路输入阻抗短路电流转移比短路电流转移比(电流放大系数电流放大系数)下 页上 页求两端口的求两端口的H 参数参数 R1 R2+例例下 页上 页1.1.两端口的参数和方程两端口的参数和方程重点重点