电路 第五版邱关源 第十六章

2020/2/241第16章二端口网络16.116.216.316.416.516.6二端口网络二端口网络和参数方程二端口网络的等效电路二端口网络的转移函数二端口网络的连接回转器和负阻抗变换器2020/2/2422.二端口的等效电路1.二端口的参数和方程3.二端口的转移函数4.二端口的连接重点：难点：二端口的转移函数2020/2/243在工程实际中，常见到如下二端口电路。放大器滤波器放大器反馈网络RCC16.1二端口网络2020/2/244三极管传输线四端电路2020/2/245n:12020/2/246积土而为山，积水而为海。——《荀子•儒效》2020/2/247二端网路是一端口对于多端网络而言，任何时刻，从一个端子流入的电流等于从另一个端子流出的电流，这对端子构成一端口但四端网络不一定是二端口若1-1'和2-2'满足端口条件，则构成二端口Ni1i2i3i4端口条件i2i2N+u1_11'22'Ni1i1+u2_输入端输出端Nu1i1i1+_N2020/2/248两个端口的电压、电流关系方程，这些方程通过一些参数来表示（线性）无源二端口：仅由线性电阻R、电容C、电感L(M)和线性受控源构成的二端口，不含独立电源。外部特性相量法i2i2N+u1_11'22'Ni1i1+u2_2020/2/249端口物理量4个i1u1i2u2六种方程、六套参数i2i2N+u1_11'22'Ni1i1+u2_16.2二端口的方程和参数2020/2/24101.Y参数和方程将两个端口各施加一电压源即：22212122121111UYUYIUYUYIY参数方程①Y参数方程2121UUII212221121121UUYYYYII22211211][YYYYY则端口电流可视为电压源单独作用时产生的电流之和i2i2N+u1_11'22'Ni1i1+u2_N+_11'22'N+_1U2U2I1I2020/2/2411Y参数值由内部元件参数及连接关系决定Y参数矩阵②Y参数的物理意义及计算和测定012210111122UUUIYUIY输入导纳转移导纳1.Y参数和方程22211211][YYYYY22212122121111UYUYIUYUYI+_2U2'N+_11'2N1U2I1I2020/2/2412Y参数矩阵②Y参数的物理意义及计算和测定022220211211UUUIYUIY输入导纳转移导纳1.Y参数和方程22211211][YYYYY22212122121111UYUYIUYUYIN+_11'22'N+_1U2U2I1IN11'22'N+_2U2I1IY：短路导纳参数2020/2/2413Yb212'1'YaYc+_2UYbYaYc122'1'1I+_1U2I例11111UIY1221UIY解bYUIY2112求图示二端口的Y参数。baYY2-2'短路bYcbYYUIY222211)(UYYIba12UYIb1-1'短路22)(UYYIcb21UYIb2112YY由意义1I+_1U+_2U2I+_2UYbYaYc122'1'1I+_1U2I2020/2/2414例2RUI11解1列方程（KCL）12UgILLgLLRYj1j1j1j11][ωLYYgj102112求二端口的Y参数。LUUj121)j1(ULgLUUj211)j11(ULR2j1UL2j1UL2112YY+_2UjLR1Ug1I+_1U2I2020/2/2415例21)j11(ULR解21j1ULLLgLLRYj1j1j1j11][求二端口的Y参数。LUj2LUj22112YY0121I12UgI221j1)j1(IULULg列结点电压方程+_2UjLR1Ug1I+_1U2IYb212'1'YaYc0122020/2/24162112YY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)1.Y参数和方程不含受控源的二端口是互易二端口④对称二端口,,22112112YYYY还满足外除对称二端口对称二端口只有两个参数是独立的。指两个端口电气特性上对称caYY结构对称电气对称Yb212'1'YaYc输入输出端交换位置，外特性不变2020/2/24172.Z参数和方程将两个端口各施加一电流源即：22212122121111IZIZUIZIZUZ参数方程①Z参数方程2121IIUU21212221121121IIZIIZZZZUUZ参数矩阵1YZ则端口电压可视为电流源单独作用时产生的电压之和i2i2N+u1_11'22'Ni1i1+u2_N+_11'22'N+_1U2U2I1I2020/2/2418012210111122IIIUZIUZ②Z参数的物理意义及计算和测定022220211211IIIUZIUZZ：开路阻抗参数转移阻抗输入阻抗输入阻抗转移阻抗22212122121111IZIZUIZIZU2.Z参数和方程NNN+_11'22'N+_1U2U2I1I2020/2/2419互易二端口满足:2112ZZ2211ZZ对称二端口满足:③互易性和对称性例1求图示二端口的Z参数。2.Z参数和方程2112ZZZbZaZc1I+_1U+_2U2I解法12-2'开路11)(IZZUba12IZUbbaZZIUZ1111bZIUZ1221由意义2020/2/24202.Z参数和方程解法11-1'开路21IZUb22)(IZZUcbbaZZZ11bZZ21bZIUZ2112cbZZIUZ22222112ZZcaZZ若对称二端口cbbbbaZZZZZZZ][ZbZaZc1I+_1U+_2U2I2020/2/2421解法2211)(IZIZZUbba212)(IZZIZUcbbcbbbbaZZZZZZZ][列回路电流方程1I2IZ参数方程例1ZbZaZc1I+_1U+_2U2I2020/2/2422解列回路电流方程211)(IZIZZUbba1212)(IZIZZIZUcbbcbbbbaZZZZZZZZ][求图示二端口的Z参数。1IZZbZaZc+_1I2I21)()(IZZIZZcbb2112ZZ例21I+_1U+_2U2I2020/2/2423并非所有的二端口均有Z、Y参数。ZZZZY1111][1I不存在1YZ•注意ZUU2112II21nuu121iniY、Z均不存在ZUU21Z+_2U2I+_1U1I––+u1i1+i2121'2'n:1u22020/2/24243.T参数和方程221221IDUCIIBUAU定义：T参数也称为传输参数，反映输入和输出之间的关系。2211IUTIUDCBAT][T参数矩阵注意负号①T参数和方程i2i2N+u1_11'22'Ni1i1+u2_2020/2/24250212IUUA0212UIUB0212IUIC0212UIID221221IDUCIIBUAU②T参数的物理意义及计算和测定开路参数短路参数转移导纳转移阻抗电压转移比电流转移比3.T参数和方程转移参数N+_11'22'N+_1U2U1I2I2020/2/24262122212122121111UYUYIUYUYI由(2)得：31221221221IYUYYU221111IYYIY参数方程③互易性和对称性3.T参数和方程221221IDUCIIBUAU互易二端口：1BCAD对称二端口:DA1BCAD可由Y参数求得221221112UYYYY2020/2/24274.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。①H参数和方程22212122121111UHIHIUHIHU矩阵形式:21212221121121UIHUIHHHHIU2122212122121111UYUYIUYUYI由(1)得：31211121111UYYIYU111212IYYI211211222)(UYYYY2020/2/2428②H参数的物理意义计算与测定011112UIUH021121IUUH012212UIIH③互易性和对称性022221IUIH2112HH121122211HHHH22212122121111UHIHIUHIHU互易二端口：对称二端口:开路参数电压转移比输入导纳短路参数输入阻抗电流转移比4.H参数和方程2112HH电流放大系数反向电压传输比混合参数2020/2/2429例22212122121111UHIHIUHIHU22121URII21/10RRH111IRU求图示两端口的H参数。R1R21I+_2U2I+_1U1I三极管的小信号等效电路2020/2/2430一个无源二端口网络可以用一个简单的二端口等效代替。等效条件：参数方程相同N+_11'22'N+_1U2U2I1I•互易二端口：3个独立参数•非互易二端口：4个独立参数不含受控源16.3二端口的等效电路2020/2/2431Z参数T型电路型电路Y参数1.不含受控源的线性无源二端口的等效电路互易二端口的等效电路3个独立参数三个元件（阻抗）2020/2/2432Z参数表示的等效电路22212122121111IZIZUIZIZU+_2U+_1U2Z1Z3Z2I1I232122221211)()(IZZIZUIZIZZU3222221122111ZZZZZZZZZ12111ZZZ8335][Z23521122ZZZ12223ZZZ1.不含受控源的线性无源二端口的等效电路N+_11'22'N+_1U2U2I1I2020/2/2433Y参数表示的等效电路22212122121111UYUYIUYUYI232122221211)()(UYYUYIUYUYYI2232122121121YYYYYYYYY122YY1.不含受控源的线性无源二端口的等效电路+_2U+_1U1Y2