二端口网络介绍.doc

项目五 二端口网络基本要求1. 掌握二端口网络的概念 ;2. 熟悉二端口网络的方程(Z、Y、H、T)及参数；3. 理解二端口网络等效的概念和计算方法 ;4. 理解二端口网络的输入电阻、输出电阻和特性阻抗的定义重点二端口网络及其方程 二端口网络的 Z、Y、T(A)、H 参数矩阵以及参数之间的相互关系 二端口网络的连接方式以及等效难点二端口网络的 T 形和 P 形等效电路分析计算任务 1 二端口网络方程和参数1..二端口网络一个网络，如果有 n个端子可以与外电路连接，则称为 n端网络，如图5.1(a所示 如果有 n 对端可以与外电路连接，且满足端口条件，则称为 n 端口网络，如图 5.1(b) 所示仅有一个端口的网络称为一端口网络或单端口网络，如图 5.1(c)所示只有两个端口的网络称为二端口网络或双端口网络，如图 5.1(d)所示图5.1端口网络框图2二端口网络Z方程和Z参数1)Z方程图5.2线性二端口网络1取端LI图5.3线性二端口网络二端口的Z参数方程是一组以二端口网络的电流 Ii和I2表征电压Ui和U2的方程二端口网络以电流I］和L作为独立变量，电压Ui和U2作为待求量，根据置换定理，二端口网5.2和图5.3Z12I2Z22 1 2络端口的外部电路总是可以用电流源替代，如图U 1 Z11I|iU2 Z212) Z参数Z参数具有阻抗的性质，是与网络内部结构和参数有关而与外部电路无关的一组参数Zii为输出端口开路时，输入端口的入端阻抗；Z22为输入端口开路时，输出端口的入端阻抗；Z12为输入端口开路时，输入端口电压与输出端口电流构成的转移阻抗；Z21为输出端口开路时，输出电压与输入电流构成的转移阻抗。

3）Z方程矩阵形式其中称为二端口的Z参数矩阵,Z11Z21Z12 IZ22 12Z11Z21也称开路阻抗矩阵Z12Z224）举例例5-1图5.4为电阻网络，求该二端口网络的Z参数矩阵解:44Z22Z22图5.4 例5-1图Y方程是一组以二端口网络的电压 U1和U2作为独立变量， 路用电压源替代，如图 5.5.Z参数矩阵:r3.二端口网络Y方程和丫参数1）丫方程2表征电流（1和|2的方程二端口网络以电压 电流I和（2为待求量，根据置换定理，将二端口网络端口的外部电I /|图5.5 Y参数方程2) Y参数Y参数，具有导纳的性质，是与网络内部结构和参数有关而与外部电路无关的一组参 数Yi为输出端口短路时，输入端口的入端导纳；丫22为输入端口短路时，输出端口的入端导纳；Y2为输入端口短路时，输入端口电流与输出端口电压构成的转移导纳；丫21为输出端口短路时，输出端口电流与输入端口电压构成的转移导纳3•矩阵形式I丫11 丫2U1UJYI2 丫21 丫22U2U其中Y Y丫1丫2丫21丫22称为二端口的Y参数矩阵，也称短路导纳矩阵对于同一二端口网络， Z参数矩阵和Y参数矩阵的关系互为逆关系，即1 1Z Y Y Z4)举例例5-2求图5.6(a)所示二端口的Y参数矩阵。

i i2A人？* jc.1 r* yA]十松1]n Yt[1图5.6 例5-2图解：这个端口的结构比较简单， 是一个 形电路如图5.6(b)所示，把端口 2 2短路,在端口 1 1上外加电压Ui，可求得Ii 債亿 Yb) I2 Uy式中£前有负号是由指定的电流和电压参考方向造成的根据定义可求得同样，把端口 1由此可见,丫2丫1lh11短路，并在端口丫12U2 0YaYb12丫212YbYa4 .二端口网络T方程和T参数1)T方程YbU 1 |u 2 0 上外施电压u 丫22 Yb 工2，则可得到YbYbYbYb YcT方程是一组以二端口网络的输出端口电压 方程，二端口网络以形式式中 IZ Z11Z22乙1Z22Z12Z21将上式中的各系数分别用如图5.8所示2)参数U2和电流l|2表征入口电压 U1和I为待求量U2 二 |1和电流(1的2)2)A、B、C、D来表示，则有一般Uh AUI2 B( II2) l| CU〔2 D( I2)A为输出端口开路时的电压比；B为输出端口短路时的转移阻抗; C为输出端口开路时的转移导纳;D为输出端口短路时的电流比3•矩阵形式UiIlA B U2C D I2其中式中，T称为传输矩阵。

3）举例例5-4图5.9所示为RC网络，试求其T矩阵解:1■:'2所以o-r■*5.9 例5-4图1Rj C1j~"C1Pcj CRB12U2 0CR5.二端口网络H方程和H参数1）H方程H方程是一端口的电压组以二端口网络的电流 （和电压U2表征电压U1和电流L的方程,U2为独立变量，U1和另一端口电流 L作为待求量，方程的结构为H11I1H/iH22U22. H参数Hu为输出端口短路时，输入端口的入端阻抗;H 21为输出端口短路时，输出端口短路电流与输入端口的入端电流之比值;Hl2为输入端口开路时，输入和输出端口电压的比值；H 22为输入端口开路时，输出端口的入端导纳3•矩阵形式UIHuH1211'1H21H22其中HuH12H 21 H 22(5-16)(5-17)式中H称为二端口的H参数矩阵晶体管常用的是H参数的二端口等效电路4)举例例5-5求图5.10(a所示二端口网络的 H参数解：在输入端口加U1，输出端口短接，如图 5.10(b)所示，则有14将输入端口断路，根据定义得H12H22914 486.二端口网络的参数互换同一二端口网络可以用不同参数矩阵来表示其端口的特征具体采用哪种矩阵参数进 行分析和计算要根据实际需要而定。

各种不同参数矩阵可以进行相互转换，二端口网络的 参数矩阵转换见表 5.1表5.1二端口网络的参数互换Z参数Y参数H参数T参数Y22 Y2HH12ATZ11 Z12YVH22H 22C~CZ参数乙1Z22Y21 Y1H2111DYYH22H22CCZ22乙21H12DTZZY11 Y12H11H11BBY参数Z21乙1Y21 Y22H21H1AZZH11H11BBZZ121 Y2BTZ22Z22丫11 丫11H11H12DDH参数Z211丫2丄YH21H221CZ22Z22Y11 Y!DDZ11ZX221HH11Z21Z21Y21Y21H21H 21ABT参数1Z22YYnH221CDZ21Z21Y21Y21H21H21任务2二端口网络连接和等效二端口网络的连接指的是各子二端口网络之间的连接及连接方式二端口网络的连接 方式很多，基本的连接方式有三种：串联连接、并联连接及级联1. 二端口网络的串联两个或两个以上二端口网络的对应端口分别作串联连接称为二端口网络的串联，如图 5.12所示无煉讯命口网络Pl:无源口端 讥 口财缔吐图5.12无源双端口网络的串联串联的二端口网络的端口电压为u|i Ui Ui (乙i U〔2 U2 U2 (Z21乙1)( 乙Jill(Z12(Z22Z12)LZ22 )|2矩阵形式ZZZ2. 二端口网络的并联两个或两个以上二端口网络的对应端口分别作并联连接称为二端口网络的并联，如图5.13所示。

无薛収端 n阿络岭口网络Pt图5.13无源双端口网络的并联二端口网络的电流为:YU;其中Y为R和P2两个二端口并联后总的参数矩阵3. 二端口网络的级联设有两个或两个以上二端口网络，上一级二端口网络的输出端口与下一级二端口网络的输入端口作对应的连接，称为二端口网络的级联，如图 5.14所示元梅77端◎n=h —0 +元霍刃能 U1U2UTT ]Il|2*TT¥TU||丨2I2图5.14双端口网络级联Ui4.二端口网络等效1）二端口网络两种等效电路二端口网络的等效电路必须和原网络具有相同的外特性满足互易特性的无源线性二 端口网络，有3个独立的参数，所以可由 3个阻抗或3个导纳组成等效电路，这种网络有T形电路或P形电路，如图5.17所示{ k |~L |- h 2丨 ■ Q~ +\Zy 必 s图5.17二端口网络的等效电路2）电阻星形一三角形等效变换T形或P形等效电路也可用串、并联以外的另一种连接方式来表示，即星形 （Y）连接和三角形（△）连接以线性电阻组成的 T形或 形电路为例，表示成 Y形或△形电路，如图 5.18所示如有侵权请联系。