电路基础分析课件15二端口网络.ppt

第十五章 二端口网络,第15章 二端口（网络）,2.两端口的等效电路,重点,1.两端口的参数和方程,15.1 二端口概述,在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时，经常碰到如下形式的电路。,放大器,滤波器,变压器,1.端口(port),端口由一对端钮构成，且满足如下端口条件：从一个端钮流入的电流等于从另一个端钮流出的电流。,2.二端口（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为二端口网络。,二端口网络与四端网络的关系,二端口,四端网络,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。,端口条件破坏,1-1 2-2是二端口,3-3 4-4不是二端口，是四端网络,3.研究二端口网络的意义,（1）两端口应用很广，其分析方法易推广应用于n端口网络；,（2）大网络可以分割成许多子网络（两端口）进行分析；,（3）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。,4.分析方法,（1）分析前提：讨论初始条件为零的无源二端口网络；,（2）找出两个端口的电压、电流关系的独立网络方 程，这些方程通过一些参数来表示。,约定,1.讨论范围,线性 R、L、C、M与线性受控源,不含独立源,2.参考方向如图,15.2 二端口的参数和方程,端口物理量4个,端口电压电流有六种不同的方程来表示，即可用六套参数描述二端口网络。,1.Y 参数和方程,采用相量形式(正弦稳态)。将两个端口各施加一电压源，则端口电流可视为这些电压源的叠加作用产生。,即：,Y 参数方程,（1）Y参数方程,写成矩阵形式为：,Y参数值由内部参数及连接关系决定。,Y 参数矩阵.,（2）Y参数的物理意义及计算和测定,输入导纳,转移导纳,转移导纳,输入导纳,Y 短路导纳参数,例1,解,求Y 参数。,例2,解,求Y 参数。,直接列方程求解,上例中有,互易二端口四个参数中只有三个是独立的。,（3）互易二端口(满足互易定理),电路结构左右对称的一般为对称二端口。,上例中，Ya=Yc=Y 时，Y11=Y22=Y+Yb,对称二端口只有两个参数是独立的。,对称二端口是指两个端口电气特性上对称。结构不对称的二端口，其电气特性可能是对称的，这样的二端口也是对称二端口。,（4）对称二端口,对称二端口,例,解,求Y 参数。,为互易对称两端口,2.Z 参数和方程,将两个端口各施加一电流源，则端口电压可视为这些电流源的叠加作用产生。,即：,Z 参数方程,（1）Z 参数方程,也可由Y 参数方程,即：,得到Z 参数方程。其中=Y11Y22 Y12Y21,其矩阵形式为,Z 参数矩阵,（2）Z 参数的物理意义及计算和测定,Z参数又称开路阻抗参数,转移阻抗,输入阻抗,输入阻抗,转移阻抗,互易二端口满足:,对称二端口满足:,并非所有的二端口均有Z,Y 参数。,（3）互易性和对称性,注,不存在,不存在,均不存在,例1,求Z参数,解法1,解法2,列KVL方程：,例2,求Z参数,解,列KVL方程：,例3,求Z、Y参数,解,3.T 参数和方程,定义：,T 参数也称为传输参数,T 参数矩阵,注意符号,（1）T 参数和方程,（2）T 参数的物理意义及计算和测定,转移导纳,转移阻抗,转移电压比,转移电流比,由(2)得：,将(3)代入(1)得：,Y 参数方程,（3）互易性和对称性,其中,互易二端口：,对称二端口:,例1,即,例2,4.H 参数和方程,H 参数也称为混合参数，常用于晶体管等效电路。,(1)H 参数和方程,矩阵形式:,（2）H 参数的物理意义计算与测定,（3）互易性和对称性,互易二端口：,对称二端口:,例,15.3 二端口的等效电路,一个无源二端口网络可以用一个简单的二端口等效模型来代替，要注意的是：,（1）等效条件：等效模型的方程与原二端口网络的方 程相同；,（2）根据不同的网络参数和方程可以得到结构完全不同 的等效电路；,（3）等效目的是为了分析方便。,1.Z 参数表示的等效电路,方法一、直接由参数方程得到等效电路。,方法2：采用等效变换的方法。,如果网络是互易的，上图变为T型等效电路。,2.Y 参数表示的等效电路,方法一、直接由参数方程得到等效电路。,方法2：采用等效变换的方法。,如果网络是互易的，上图变为型等效电路。,注,(1)等效只对两个端口的电压，电流关系成立。对端口间电压则不一定成立。,(2)一个二端口网络在满足相同网络方程的条件下，其等效电路模型不是唯一的；,(3)若网络对称则等效电路也对称。,(4)型和T 型等效电路可以互换，根据其它参数与 Y、Z参数的关系，可以得到用其它参数表示的型 和T 型等效电路。,例,绘出给定的Y参数的任意一种二端口等效电路。,解,由矩阵可知：,二端口是互易的。,故可用无源型二端口网络作为等效电路。,通过型T 型变换可得T 型等效电路。,