X008-第六次作业讲解

电子电路与系统基础I习题课第八讲第六周作业讲解李国林清华大学电子工程系作业1•已知二端口网络的y参量，1端口接信源（vs,Rs），2端口接负载RL–求输入导纳Yin–求输出端诺顿等效IN，Yout•要求有详细的推导步骤–在此基础上，考察单向网络的表达式与等效电路之间的关系•y参量单向网络是晶体管跨导放大基本模型，将y12=0，y21=Gm代入表达式即可•画出等效电路图，比对解表达式，理解对电路中的分压、分流关系ySvSRLRinYoutNYI,2李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2015年春季信源信息被二端口网络处理后，送给负载信源看到的是什么？负载看到的是什么？李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2015年春季3ytestvLRinYtestitestLLLtesttestvRyyRyyiRyvyvyvyii222112112121121211111222212221212iRyvyvyvyiLtest2v2itestLvRyyi22212122211211yGyyyviYLtesttestin11122122,,yGyyyviYSotestotestout规范表述，1、2互换即可李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2015年春季4ySvSRNI2v2i1i1vSSSSSSSSNvRyyvRyRyvyRivyvyvyvyiI1121111121121121222121211SSSSRyivyRivyvyvyvyi111111111112121111SSvRyyi1111115ySvSRLRinYoutNYI,SvSRininYZ1NioutYLG22211211yGyyyYLin11122122yGyyyYSoutSSNvRyyI11211回答了信源看到的是什么？负载看到的是什么？等效电路角度理解诺顿电流李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2015年春季6SvSR2i1i11y212vy22y121vy1v2vNi02vSSSSvRyvyRyv11111111111分压系数SSNvyRyvyi211112111分压系数跨导系数单向网络7SvSR2i1i11y212vy22y121vy1v2v012ymgy21LG1122211211yyGyyyYLin2211122122yyGyyyYSoutSSininSSvRZZvRyv11111单向网络输入电阻和负载电阻无关，输出电阻和信源内阻无关基本跨导放大器是单向网络输入端电压为信源分压，与负载无关SLoutLSininLmLvGYGRZZRgGyvyv2212121理想压控流源形成的电压增益输入回路分压系数输出回路分流系数李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2015年春季单向网络作缓冲321HHHH拓展讨论：阻抗变换功能李国林电子电路与系统基础22211211yGyyyYLin11122122yGyyyYSout可以理解为GL被变换为Yin，GS被变换为Yout01221yy双向二端口网络具有阻抗变换功能01221yy单向二端口网络输入阻抗（导纳）和输出阻抗（导纳）完全由二端口网络自身决定，和端口所接负载无关基本放大器：均属单向网络，输入（输出）阻抗和负载（信源内阻）无关；实际放大器：存在反向作用，双向网络，输入阻抗和负载有关；反馈由人为设计或寄生；我们期望实际放大器接近单向：|y12||y21|，在大部分负载情况下，输入电阻和输出电阻基本确定：|y12y21||y11y22|,Yiny11,Youty22清华大学电子工程系2015年春季8阻抗变换网络一定是双向网络李国林电子电路与系统基础91ni1i1:n1v11vn00nnh01221yy01221zz01221hh01221gg0BCADr:r1v1i2i2v00rrz理想变压器和回旋器是两个最典型的阻抗变换网络，它们的特点是戴维南-诺顿等效网络参量（zyhg矩阵）的11参量和22参量为0，只有12参量和21参量，这意味着它们的特征阻抗为任意值：具有任意的阻抗变换匹配功能nn100ABCD010rrABCD双向网络必定存在传输参量ABCD表述形式存在hg，无zy表述存在zy，无hg表述1111111101ghyzZ2222222202hgyzZ特征阻抗李国林电子电路与系统基础10线性阻性二端口网络02ZinZoutZ01ZZin01Z02ZZout如果端接特征阻抗，则两个端口都匹配openinshortinZZghyzZ,,1111111101openoutshortoutZZhgyzZ,,2222222202便于简单电路计算，但两个特征阻抗之间的内在关联看不清楚清华大学电子工程系2015年春季用ABCD参量表述特征阻抗李国林电子电路与系统基础11线性时不变网络2v1v1i2i02Z01Z线性时不变网络2v1v1i2i02Z01ZDCZBAZZ020201ACZBDZZ0101020000001nZGRAACBDAZmmvi00000021ZnGRAACBADZmmivn2：阻抗变换系数，Z01=n2Z02：网络不对称性的体现对称网络：A=D，n=1，Z01=Z02=Z0对称网络：z11=z22,z12=z21：A=D，AD-BC=1理想变压器和理想回旋器1ni1i1:n1v11vnr:r1v1i2i2vnn100ABCD010rrABCD001nZCBDAZ0021ZnCBADZ阻抗变换比n2确定Z0任意取值nrCBDAZ01rnCBADZ102Z0=r确定阻抗变换比n2任意取值02201ZnZ任意阻抗可变换n2倍阻抗属性不变：电阻仍然是电阻，…02202201YrZrZ下周习题课作业讨论02201YnY02201ZrY12实现了对偶变换阻抗属性对偶变换电导变电阻，…最大功率传输李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2015年春季13Sv01Z线性阻性二端口网络Lv02Z01Z02Z两端同时最大功率传输匹配，故而必将获得最大功率增益BCADZZDZZCZZBZZAvvZZvvRRHSLSLLS112220201010201020102020122max,1BCADHGp这个公式仅对阻性线性二端口网络成立动态线性二端口网络公式相对复杂001nZCBDAZ0021ZnCBADZ作业2：Y-转换关系的推导•如果两个二端口网络具有相同的网络参量矩阵，这两个二端口网络则可认为是等效的–如果图示Y形网络和形网络等价，它们的电阻必须满足某种关系•求Y形网络的z矩阵，求逆获得其y矩阵•求形网络的y矩阵•两者相等，求出Y-转换关系：R如何用RY表示？•反之，RY如何用R表示？2YR1YR3YR1R3RT形网络，Y形网络形网络，形网络2R14网络参量相同，两网络则为等效电路李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2015年春季15网络参量就是等效电路模型，等效电路模型一致，网络则等价从外端口看是等价的2YR1YR3YR1R3R2R232221YYYYYYRRRRRRz二端口电阻互阻自阻232221GGGGGGy二端口电导互导自导互阻：端口电流变化引起对方端口电压变化互导：端口电压变化引起对方端口电流变化等价要求网络参量一致232221YYYYYYRRRRRRz232221GGGGGGy1223312122231YYYYYYYYYYYYRRRRRRRRRRRRzy1223312122231GGGGGGGGGGGGyz122331131223313112233122GGGGGGGRGGGGGGGRGGGGGGGRYYY122331131223313112233122YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYRRRRRRRGRRRRRRRGRRRRRRRG对偶电路，对偶表述转换李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2015年春季171R3R2R1YR3YR2YR321231223311332121122331313213112233122RRRRRGGGGGGGRRRRRRGGGGGGGRRRRRRGGGGGGGRYYY转换李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2015年春季181R3R2R1YR3YR2YR132321122331133321213122331111231132122331122YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYRRRRRRRRRRRRGRRRRRRRRRRRRRGRRRRRRRRRRRRRGR公式无需特别记忆，等价原理清楚后，随时随手可以推导出来作业5单向化条件李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2015年春季19ySvSRLRLvLSSSSLGyGyyyGyvvvvH22111221212双向网络LSSyGyGyyyGyH2211122121012单向网络如果满足单向化条件：LSGyGyyy22111221给出用z参量、h参量、g参量表述的线性二端口网络的单向化条件单向网络双向网络HH双向网络则可等视为单向网络y参量表述下的电压传递函数李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2015年春季201i2iy1v2vSvSRLRLv01212111ivyvy02222121ivyvySSviRv11022iRvL李国林电子电路与系统基础清华大学电子工程系2015年春季2101212111ivyvy02222121ivyvySSviRv11022iRvL22vGiL02222121vGvyvyL221221vyGyvL012122212211ivyvyGyyL2212211121vyGyyyiLSLSLvvyGyyyRvyGy22122111222122基于y参量的电压传递函数李国林电子电路与系统基础22SLSLvvyGyyyRvyGy22122111222122SSLLSvyGvGyyyyvGyG21222112112222LSSSLGyGyyyyGvvH2211211221LSGyGyyy22112112outLLinSinLmLSSSLGGGRRRRGGyGyyGvvH0221121单向化条件：2211210,1,yGyRyGoutinm单向化条件满足，则近似视为单向网络1i2iy，z，g，h1v2vSvSRLRLvLSSSLGyGyyyyGvvH2211211221LSLSLRzRzzzzRvvH2211211221LSSLGhRhhhhvvH2211211221LSSLSLRgGgggGRgvvH