第九章二端口网络学习教案

会计学1第九章二端口网络第九章二端口网络(wnglu)第一页，共30页。一、Z参数(cnsh)方程：2121,UUII求求两两端端口口的的电电压压已已知知两两端端口口的的电电流流N1I1 1 1U1I2I 2U2 22I2121111IZIZU 2221212IZIZU 值值端口的电压与电流的比端口的电压与电流的比端开路，端开路，为为1122011112 IIUZ)int(impedancepodriving输输入入阻阻抗抗或或驱驱动动点点阻阻抗抗第1页/共29页第二页，共30页。值值端口的电压与电流的比端口的电压与电流的比端开路，端开路，为为2211022221 IIUZ端端口口的的驱驱动动点点阻阻抗抗称称为为22端口电流的比值端口电流的比值其电压与其电压与端开路端开路为为22,11021121 IIUZ)(2211impedancetransfer端端口口的的转转移移阻阻抗抗端端口口与与为为端口电流的比值端口电流的比值端开路，其电压与端开路，其电压与为为1122012212 IIUZ端端口口间间的的转转移移阻阻抗抗端端口口与与为为1122开路阻抗(zkng)参数(open-circuit impedance parameters) 212221121121IIZZZZUUU U 第2页/共29页第三页，共30页。2121IIUU求求两两端端口口的的已已知知两两端端口口的的电电压压2121111UYUYI 2221212UYUYI 值值端口的电流与电压的比端口的电流与电压的比端短路，端短路，为为1122011112 UUIYN1I1 1 1U1I2I 2U2 22I)tanint(ceadmitpodriving导导纳纳称称为为输输入入导导纳纳或或驱驱动动点点第3页/共29页第四页，共30页。值值端口的电流与电压的比端口的电流与电压的比端短路，端短路，为为2211022221 UUIY端口的电压比值端口的电压比值端短路，其电流与端短路，其电流与为为2211021121 UUIY端端口口的的电电压压比比值值端端短短路路，其其电电流流与与为为1122012212 UUIY短路(dunl)导纳参数(short-circuit admittance parameters)端端口口的的驱驱动动点点导导纳纳称称为为22)tan(2211ceadmittransfer端端口口间间的的转转移移导导纳纳端端口口与与为为端端口口间间的的转转移移导导纳纳端端口口与与称称为为1122 212221121121UUYYYYIIU UY YI I 第4页/共29页第五页，共30页。三、T参数(cnsh)方程：1122,11)( ,22IUIU端端口口的的求求端端口口的的已已知知 )(221IBUAU )(221IDUCI 222211IUIUDCBAIUT TN1I1 1 1U1I2I 2U2 22I第5页/共29页第六页，共30页。二、T参数(cnsh)方程）称称为为传传输输参参数数矩矩阵阵（matrixparametersontransmissiT T各参数(cnsh)的定义：,0212 IUUA, 0212 UIUB,0212 IUIC,0212 UIID则则有有端端口口的的求求端端口口的的如如果果已已知知)( ,22,112211IUIU 111122IUTIUDCBAIU1 1 TTinverseT ）传输参数矩阵，有）传输参数矩阵，有称为逆（称为逆（第6页/共29页第七页，共30页。四、H参数(cnsh)方程：2121IUUI和和求求和和已已知知2121111UHIHU 21212221121121UIHUIHHHHIU2221212UHIHI N1I1 1 1U1I2I 2U2 22I第7页/共29页第八页，共30页。）称称为为混混合合参参数数矩矩阵阵（matrixparametershybridH H各参数(cnsh)的定义：,011112 UIUH,021121 IUUH,012212 UIIH,022221 IUIH2121UIIU和和求求和和另另一一个个端端口口的的电电压压如如已已知知一一个个端端口口的的电电流流和和 21212221121121IUHIUHHHHUI称为逆混合参数矩阵称为逆混合参数矩阵 22211211HHHHH第8页/共29页第九页，共30页。五、二端口网络参数(cnsh)的计算与互换按定义(dngy)求解列写方程(fngchng)求解例：求图示电路Z参数 50j 10j 35j 10j 2212211110j50j)(50j25jIIIUIIIU 21221160j50j50j25jIIUIIU1U 1I2U 2I将其变换为其它参数方程，则可求得其他参数，注意变换时有些参数可能不存在。 60j50j50j25jZ第9页/共29页第十页，共30页。 2212212 . 150j120j5 . 0IUIIUU 50j 10j 35j 10j 21221160j50j50j25jIIUIIU例：求图示电路(dinl)T参数1U 1I2U 2I 2 . 1S50j120j5 . 0T第10页/共29页第十一页，共30页。六、二端口网络参数(cnsh)的互易性（reciprocal） 若网络中只含有R、 L、 C、 M 等线性元件而不含有受控源，则网络参数(cnsh)就具有如下性质：六、二端口网络参数(cnsh)的互易性21211212Z ZZ Z 2 21 11 12 2Y YY Y 1 1B BC C- -A AD DT T 21211212H HH H对称的二端口除了具有互易性，还有如下性质：22221111Z ZZ Z 2 22 21 11 1Y YY Y D DA A (1)(2)(3)(4)(2)(3)(1)第11页/共29页第十二页，共30页。第二节 二端口网络(wnglu)的等效及联接（1）不含受控源的互易性网络(wnglu)的等效一、二端口网络的等效：有相同方程和参数即相同外特性的两个网络等效。可用简单(jindn)的等效电路替代任一个二端口网络。 22211211ZZZZZ Z12111ZZZ 21223ZZZ 12212ZZZ 2111ZZZ 3222ZZZ 21221ZZZ ),(321ZZZT形等效电路1Z3Z2Z1 12 2若已知网络Z参数第12页/共29页第十三页，共30页。aYbYcY1 12 2 22211211YYYYY Y),(cbaYYY1211YYYa 1222YYYc 2112YYYb baYYY 11bcYYY 22bYYY 1221形等效电路若已知网络(wnglu)Y参数 Z参数与Y参数可以互换, T形等效电路和形等效电路也可以互换。若给定其它形式的参数,可先换成Z（ Y ）参数再等效，或者利用(lyng)外特性相同推导出等效电路各参数。第13页/共29页第十四页，共30页。（2）含有(hn yu)受控源的非互易网络的等效：若给定Z参数(cnsh)，则由方程：2121111IZIZU 2221212IZIZU 一个互易的T形网络和一个电流控制电压源的组合(zh)来等效. 1 12I 2U2 21I11Z22Z212IZ121IZ 1U1 12 21211ZZ 1222ZZ 12Z 11221)(IZZ2I 2U1I 1U)()(2112112111IIZIZZU 变形为112212112212222)()()(IZZIIZIZZU 第14页/共29页第十五页，共30页。若给定Y参数(cnsh)，则由方程：2121111UYUYI 2221212UYUYI 用一个互易(h y)的形网络和一个电压控制电流源的组合来等效. 1 12 21I2I 2U11Y22Y212UY121UY 1U1 12 212Y 1211YY 11221)(UYY2I 2U1I1222YY 1U)()(2112112111UUYUYYI 112211212212222)()()(UYYUUYUYYI 第15页/共29页第十六页，共30页。级联（cascade connection）：一个二端口网络(wnglu)的输出端与另一个网络(wnglu)的输入端相连。baTTT aNbN 1U 2U二、二端口网络(wnglu)的联接级联后的复合(fh)网络第16页/共29页第十七页，共30页。串联（series connection ）：两个二端口网络(wnglu)输入端口相互串联，输出端口也串联。并联(bnglin)(parallel connection):两个二端口网络的输入端口并联(bnglin)，输出端口也并联(bnglin)。baZZZ baYYY 串联后的复合(fh)网络：并联后的复合网络：aNbN 1U 2UaNbN 1U 2U第17页/共29页第十八页，共30页。第三节 有载二端口网络(wnglu) 在工程实际中大量使用二端口网络如：放大器、滤波器等，这些二端口网络的输入端接有电信号（电源），输出(shch)端接有负载。即所谓的有载二端口网络。N1I1 1 1U1I2I 2U2 22ILZ SUSZ一、输入阻抗(sh r z kn)（input impedance ）)(221IBUAU )(221IDUCI 22IZUL iLLZDCZBAZIU 11iZ若给定T参数 SUSZiZ第18页/共29页第十九页，共30页。二、输出阻抗(sh ch z kn)（output impedance ）oSSZACZBDZIU 22SSOCCZAUU N1I1 1 1U1I2I 2U2 22ILZ SUSZOCoUZ , )(221IBUAU )(221IDUCI 11IZUS 除源后若给定T参数,输出(shch)端开路OCUAU 1OCUCI 111IZUUSS OCUOZLZ第19页/共29页第二十页，共30页。1、直接(zhji)列写方程法：（1）参数方程2个；（2）输入输出回路各一个。（共四个方程求解二端口电压(diny)、电流四个量）2、最简等效电路法：“T”和“”形等效，化为一般电路求解。3、输入输出阻抗法：（1）输入口等效为阻抗：DCZBAZZLLi （2）输出口戴维南等效电路：ACZBDZZSSo SSOCCZAUU SUSZiZ OCUOZLZ第20页/共29页第二十一页，共30页。例：图示电路，已知线性电阻(dinz)网络N的Z参数为 5334ZA2)0( Li求响应(xingyng) )(tiLA)(6 . 3t N50.4HA5 . 16 . 35351155)( Li 4RsRL1 .0 )()5 . 05 . 1()()5 . 12(5 . 1 )(1010tetetittL 1 2 3解：第21页/共29页第二十二页，共30页。例：图示双口电阻(dinz)网络中已知 V, 3cos22010)(ttus ,3 L ,27 1 C 传输参数(cnsh)矩阵为 5 . 1.05S0555 . 2T求)(tuc及其有效值。 )(tus 10LC )(tuc T解：求出输出(shch)端口以左的戴维南等效电路OZ OCu3705 . 21005. 055105 . 1 ACZBDZZSSosocuu31 等效电路为第22页/共29页第二十三页，共30页。 )(31tus 370LC )(tucV 100 suV 310)(0 tuC当直流分量(fn ling)作用时V 3cos2203tus V 203 SU当三次谐波(xi b)分量作用时 9 3L 9 31C 718)9(37020313jjUC V)90 3cos(2718310)()()(30 ttututuCCC )90 3cos(2718)(3 ttuC 第23页/共29页第二十四页，共30页。三、特性阻抗与匹配(ppi)N1I1 12I 2U2 2 SUSZLZ 1U1CSiZZZ 20CLZZZ DCZBAZZZCCCi 221ACDBZCDABZCC 21ACZBDZZZCCCO 112iZOZ）称为网络的特性阻抗（称为网络的特性阻抗（impedancesticcharacteriZZCC21,第24页/共29页第二十五页，共30页。）匹匹配配（时时称称为为输输入入口口（电电源源口口当当matchingZZZCSi1 ）匹匹配配时时称称为为输输出出口口（负负载载口口当当2CLOZZZ 匹匹配配称称完完全全匹匹配配当当输输入入口口和和输输出出口口同同时时SCOCCZZZ 特性(txng)参数理论在电力和电信传输线的理论分析中常用到。特性(txng)阻抗组成的二端口网络可用作阻抗匹配，使负载获得最大功率。CDIUIUZIIOC 02201112DBIUIUZUUSC 0220111269275 例例PCBZZZDACCC 21则则当二端口网络对称时有当二端口网络对称时有第25页/共29页第二十六页，共30页。四、常用(chn yn)二端口元件（1）运算(yn sun)放大器(operational amplifier)01 I12UU 2121000IUAUI 2U112 2 1U 1UA21UnU 211InI 2211100IUnnIU（2）理想(lxing)变压器(ideal transformer) 2U1 12 21I2I1:n 1U 000HA nn100T第26页/共29页第二十七页，共30页。（3）理想(lxing)回转器(gyrator)21IRU 12IRU 212100IIRRUU 00GGY 00RGTu1i1+u2i2=0 线性、无源、无损、非互易(h y)的电阻性元件将电流（电压(diny)）回转为电压(diny)（电流）具有变换阻抗数值又能变换阻抗性质的本领。LiZrrUI rIUZ22211/ 379279 图图P 2U1 1221I2Ir 00RRZ第27页/共29页第二十八页，共30页。（4）负阻抗(zkng)变换器(negative impedance converter)（5）滤波器(filter)电流(dinli)倒置型（CNIC）电压(diny)倒置型（VNIC）21UU 211IKI 221UKU 21II LiZKIKUIUZ1212111 LiZKIUKIUZ222211 389279 图图PNIC1I1 12I 2U2 2LZ 2U第28页/共29页第二十九页，共30页。感谢您的观看(gunkn)！第29页/共29页第三十页，共30页。