电路学课件：第十章 二端口网络.ppt

第十章第十章 二端口网络二端口网络端口端口 ( port): 网络中网络中流入流入的电流的电流等于流出等于流出的电流的两个的电流的两个端子就构成一个端口端口的端子就构成一个端口端口的VAR关系称为关系称为外特性外特性一端口网络一端口网络(one port network)：：含有一个端口的网络含有一个端口的网络二端口网络二端口网络(two port network)：：含有两个端口的网络含有两个端口的网络注意注意与四端子网络（与四端子网络（four terminal network））的区别零状态线性源二端口网络零状态线性源二端口网络第一节第一节 二端口网络的方程和参数二端口网络的方程和参数 二端口的外特性决定于网络的本身与外部所接二端口的外特性决定于网络的本身与外部所接电路无关，用端口电压、电流（共四个量）间的关电路无关，用端口电压、电流（共四个量）间的关系反映，共六种情况系反映，共六种情况网络按正弦稳态情况分析，所有变量用相量表示网络按正弦稳态情况分析，所有变量用相量表示一、一、Z参数方程参数方程：：开路阻抗参数开路阻抗参数(open-circuit impedance parameters)二、二、Y参数方程参数方程：：短路导纳参数短路导纳参数(short-circuit admittance parameters)二、二、Y参数方参数方程程三、三、T参数方程参数方程：：二、二、T参数方程参数方程各参数的定义：各参数的定义：四、四、H参数方程参数方程：：四、四、H参数方程：参数方程：各参数的定义：各参数的定义：五、二端口网络参数的计算与互换五、二端口网络参数的计算与互换①①按按定义求解定义求解②②列写方程求解列写方程求解例：求图示电路例：求图示电路Z Z参数参数将其变换为其它参数方程，则可求得其他参数，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。

注意变换时有些参数可能不存在例：求图示电路例：求图示电路T T参数参数六、二端口网络参数的六、二端口网络参数的互易性（互易性（reciprocal）） 若网络中只含有若网络中只含有R、、 L、、 C、、 M 等线性元件而等线性元件而不不含有受控源含有受控源，则网络参数就具有如下性质：，则网络参数就具有如下性质：六、二端口网络参数的互易六、二端口网络参数的互易性性对称对称的二端口的二端口除了具有互易性除了具有互易性，还有如下性质：，还有如下性质：(1)(2)(3)(4)(2)(3)(1)第二节第二节 二端口网络的等效及联接二端口网络的等效及联接（（1）不含受控源的互易性网络的等效）不含受控源的互易性网络的等效①①一、二端口网络的等效：一、二端口网络的等效：有相同方程和参数即相同外有相同方程和参数即相同外特性的两个网络等效特性的两个网络等效可用简单的等效电路替代任一可用简单的等效电路替代任一个二端口网络个二端口网络T形等效电路形等效电路若已知网络若已知网络Z参数参数②② 形形等效电路等效电路若已知网络若已知网络Y参数参数 Z参数与参数与Y参数可以互换参数可以互换, T形等效电路和形等效电路和 形形等效电路也可以互换。

若给定其它形式的参数等效电路也可以互换若给定其它形式的参数,可先换成可先换成Z（（ Y ）参数再等效，或者利用外特性）参数再等效，或者利用外特性相同推导出等效电路各参数相同推导出等效电路各参数（（2））含有受控源的非互易网络的等效：含有受控源的非互易网络的等效：①①若给定若给定Z参数，则由方程：参数，则由方程：一个互易的一个互易的T形网形网络和一个电流控络和一个电流控制电压源制电压源的组合的组合来等效来等效. 变形为变形为②②若给定若给定Y参数，则由方程：参数，则由方程：用一个互易的用一个互易的∏形网络和一个电形网络和一个电压控制电流源压控制电流源的的组合来等效组合来等效. ①①级联（级联（cascade connection）：）：一个二端口网络的一个二端口网络的输出端与另一个网络的输入端相连输出端与另一个网络的输入端相连二、二端口网络的联接二、二端口网络的联接级联后的复合网络级联后的复合网络②②串联（串联（series connection ）：）：两个二端口网络输入两个二端口网络输入端口相互串联，输出端口也串联端口相互串联，输出端口也串联③③并联并联(parallel connection):两个二端口网络的输两个二端口网络的输入端口并联，输出端口也并联。

入端口并联，输出端口也并联串联后的复合网络：串联后的复合网络：并联后的复合网络：并联后的复合网络：第三节第三节 有载二端口网络有载二端口网络 在工程实际中大量使用二端口网络如：放大器、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（电滤波器等，这些二端口网络的输入端接有电信号（电源），输出端接有负载即所谓的源），输出端接有负载即所谓的有载二端口网络有载二端口网络一、输入阻抗（一、输入阻抗（input impedance ））若给定若给定T参数参数二、输出阻抗（二、输出阻抗（output impedance ））除源后除源后若给定若给定T参数参数,输出端开路输出端开路三、有载二端口网络的基本分析方法三、有载二端口网络的基本分析方法1、直接列写方程法：、直接列写方程法：（（1）参数方程）参数方程2个；（个；（2）输入输出回路各一个输入输出回路各一个共四个方程求解二端口电压、电流四个量）（共四个方程求解二端口电压、电流四个量）2、最简等效电路法：、最简等效电路法：“T”和和“ ”形等效，化为形等效，化为一般电路求解一般电路求解3、输入输出阻抗法：、输入输出阻抗法：（（1）输入口等效为阻抗：）输入口等效为阻抗：（（2）输出口戴维南等效电路：）输出口戴维南等效电路：例：例：图示电路，已知线性电阻网络图示电路，已知线性电阻网络N的的Z参数为参数为 求响应求响应 N5Ω0.4H解：解：例：图示双口电阻网络中已知例：图示双口电阻网络中已知 传输参数矩阵为传输参数矩阵为 求求及其有效值。

及其有效值 解：求出输出端口以左的戴维南等效电路解：求出输出端口以左的戴维南等效电路等效电路为等效电路为当直流分量作用时当直流分量作用时当三次谐波分量作用时当三次谐波分量作用时三、特性阻抗与匹配三、特性阻抗与匹配 特性参数理论在电力和电信传输线的理论分析中常特性参数理论在电力和电信传输线的理论分析中常用到特性阻抗组成的二端口网络可用作阻抗匹配，用到特性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使负载获得最大功率四、常用二端口元件四、常用二端口元件（（1）运算放大器）运算放大器(operational amplifier)（（2）理想变压器）理想变压器(ideal transformer)（（3）理想回转器）理想回转器(gyrator)①①u1i1+u2i2=0 线性、无源、无损、非互易的电阻性元件线性、无源、无损、非互易的电阻性元件②②将电流（电压）回转为电压（电流）将电流（电压）回转为电压（电流）③③具有变换阻抗数值又能变换阻抗性质的本领具有变换阻抗数值又能变换阻抗性质的本领（（4）负阻抗变换器）负阻抗变换器(negative impedance converter)（（5）滤波器）滤波器(filter)`①①电流倒置型（电流倒置型（CNIC））②②电压倒置型（电压倒置型（VNIC））第十章小结第十章小结1. 二端口各种参数的定义二端口各种参数的定义2. 无源二端口的等效电路无源二端口的等效电路3. 有载二端口的分析有载二端口的分析4. 常用二端口元件常用二端口元件。