第九章二端口網(wǎng)絡(luò)PPT課件

1、一、Z參數(shù)方程：2121,UUII求求兩兩端端口口的的電電壓壓已已知知兩兩端端口口的的電電流流N1I1 1 1U1I2I 2U2 22I2121111IZIZU 2221212IZIZU 值值端口的電壓與電流的比端口的電壓與電流的比端開路，端開路，為為1122011112 IIUZ)int(impedancepodriving輸輸入入阻阻抗抗或或驅(qū)驅(qū)動動點點阻阻抗抗第1頁/共29頁值值端口的電壓與電流的比端口的電壓與電流的比端開路，端開路，為為2211022221 IIUZ端端口口的的驅(qū)驅(qū)動動點點阻阻抗抗稱稱為為22端口電流的比值端口電流的比值其電壓與其電壓與端開路端開路為為22,110211

2、21 IIUZ)(2211impedancetransfer端端口口的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移阻阻抗抗端端口口與與為為端口電流的比值端口電流的比值端開路，其電壓與端開路，其電壓與為為1122012212 IIUZ端端口口間間的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移阻阻抗抗端端口口與與為為1122開路阻抗參數(shù)(open-circuit impedance parameters) 212221121121IIZZZZUUU U 第2頁/共29頁二、二、Y參數(shù)方程參數(shù)方程：2121IIUU求求兩兩端端口口的的已已知知兩兩端端口口的的電電壓壓2121111UYUYI 2221212UYUYI 值值端口的電流與電壓的比端口的電流與電壓的比端短路

3、，端短路，為為1122011112 UUIYN1I1 1 1U1I2I 2U2 22I)tanint(ceadmitpodriving導(dǎo)導(dǎo)納納稱稱為為輸輸入入導(dǎo)導(dǎo)納納或或驅(qū)驅(qū)動動點點第3頁/共29頁值值端口的電流與電壓的比端口的電流與電壓的比端短路，端短路，為為2211022221 UUIY端口的電壓比值端口的電壓比值端短路，其電流與端短路，其電流與為為2211021121 UUIY端端口口的的電電壓壓比比值值端端短短路路，其其電電流流與與為為1122012212 UUIY短路導(dǎo)納參數(shù)(short-circuit admittance parameters)端端口口的的驅(qū)驅(qū)動動點點導(dǎo)導(dǎo)納納稱稱

4、為為22)tan(2211ceadmittransfer端端口口間間的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移導(dǎo)導(dǎo)納納端端口口與與為為端端口口間間的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移導(dǎo)導(dǎo)納納端端口口與與稱稱為為1122 212221121121UUYYYYIIU UY YI I 第4頁/共29頁二、二、Y參數(shù)參數(shù)方程方程三、T參數(shù)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頁/共29頁二、T參數(shù)方程）稱稱為為傳傳輸輸參參數(shù)數(shù)矩矩陣陣（matrixparametersontransmiss

5、iT T各參數(shù)的定義：,0212 IUUA,0212 UIUB,0212 IUIC,0212 UIID則則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 ）傳輸參數(shù)矩陣，有）傳輸參數(shù)矩陣，有稱為逆（稱為逆（第6頁/共29頁四、H參數(shù)方程：2121IUUI和和求求和和已已知知2121111UHIHU 21212221121121UIHUIHHHHIU2221212UHIHI N1I1 1 1U1I2I 2U2 22I第7頁/共29頁四、四、H參數(shù)方參數(shù)方程：程：）稱稱為為混混合合參參數(shù)數(shù)矩矩陣陣（

6、matrixparametershybridH H各參數(shù)的定義：,011112 UIUH, 021121 IUUH, 012212 UIIH,022221 IUIH2121UIIU和和求求和和另另一一個個端端口口的的電電壓壓如如已已知知一一個個端端口口的的電電流流和和 21212221121121IUHIUHHHHUI稱為逆混合參數(shù)矩陣稱為逆混合參數(shù)矩陣 22211211HHHHH第8頁/共29頁五、二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計算與互換按定義求解列寫方程求解例：求圖示電路Z參數(shù) 50j 10j 35j 10j 2212211110j50j)(50j25jIIIUIIIU 21221160j50j50j2

7、5jIIUIIU1U 1I2U 2I將其變換為其它參數(shù)方程，則可求得其他參數(shù)，注意變換時有些參數(shù)可能不存在。 60j50j50j25jZ第9頁/共29頁 2212212 . 150j120j5 . 0IUIIUU 50j 10j 35j 10j 21221160j50j50j25jIIUIIU例：求圖示電路T參數(shù)1U 1I2U 2I 2 . 1S50j120j5 . 0T第10頁/共29頁六、二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的互易性（reciprocal） 若網(wǎng)絡(luò)中只含有R、 L、 C、 M 等線性元件而不含有受控源，則網(wǎng)絡(luò)參數(shù)就具有如下性質(zhì)：六、二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的互易性21211212Z ZZ Z 2 21 1

8、1 12 2Y YY Y 1 1B BC C- -A AD DT T 21211212H HH H對稱的二端口除了具有互易性，還有如下性質(zhì)：22221111Z ZZ Z 2 22 21 11 1Y YY Y D DA A (1)(2)(3)(4)(2)(3)(1)第11頁/共29頁第二節(jié) 二端口網(wǎng)絡(luò)的等效及聯(lián)接（1）不含受控源的互易性網(wǎng)絡(luò)的等效一、二端口網(wǎng)絡(luò)的等效：有相同方程和參數(shù)即相同外特性的兩個網(wǎng)絡(luò)等效?？捎煤唵蔚牡刃щ娐诽娲我粋€二端口網(wǎng)絡(luò)。 22211211ZZZZZ Z12111ZZZ 21223ZZZ 12212ZZZ 2111ZZZ 3222ZZZ 21221ZZZ ),(321

9、ZZZT形等效電路1Z3Z2Z1 12 2若已知網(wǎng)絡(luò)Z參數(shù)第12頁/共29頁aYbYcY1 12 2 22211211YYYYY Y),(cbaYYY1211YYYa 1222YYYc 2112YYYb baYYY 11bcYYY 22bYYY 1221形等效電路若已知網(wǎng)絡(luò)Y參數(shù) Z參數(shù)與Y參數(shù)可以互換, T形等效電路和形等效電路也可以互換。若給定其它形式的參數(shù),可先換成Z（ Y ）參數(shù)再等效，或者利用外特性相同推導(dǎo)出等效電路各參數(shù)。第13頁/共29頁（2）含有受控源的非互易網(wǎng)絡(luò)的等效：若給定Z參數(shù)，則由方程：2121111IZIZU 2221212IZIZU 一個互易的T形網(wǎng)絡(luò)和一個電流控制

10、電壓源的組合來等效. 1 12I 2U2 21I11Z22Z212IZ121IZ 1U1 12 21211ZZ 1222ZZ 12Z 11221)(IZZ2I 2U1I 1U)()(2112112111IIZIZZU 變形為112212112212222)()()(IZZIIZIZZU 第14頁/共29頁若給定Y參數(shù)，則由方程：2121111UYUYI 2221212UYUYI 用一個互易的形網(wǎng)絡(luò)和一個電壓控制電流源的組合來等效. 1 12 21I2I 2U11Y22Y212UY121UY 1U1 12 212Y 1211YY 11221)(UYY2I 2U1I1222YY 1U)()(211

11、2112111UUYUYYI 112211212212222)()()(UYYUUYUYYI 第15頁/共29頁級聯(lián)（cascade connection）：一個二端口網(wǎng)絡(luò)的輸出端與另一個網(wǎng)絡(luò)的輸入端相連。baTTT aNbN 1U 2U二、二端口網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接級聯(lián)后的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)第16頁/共29頁串聯(lián)（series connection ）：兩個二端口網(wǎng)絡(luò)輸入端口相互串聯(lián)，輸出端口也串聯(lián)。并聯(lián)(parallel connection):兩個二端口網(wǎng)絡(luò)的輸入端口并聯(lián)，輸出端口也并聯(lián)。baZZZ baYYY 串聯(lián)后的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)：并聯(lián)后的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)：aNbN 1U 2UaNbN 1U 2U第17頁/共29頁第

12、三節(jié) 有載二端口網(wǎng)絡(luò) 在工程實際中大量使用二端口網(wǎng)絡(luò)如：放大器、濾波器等，這些二端口網(wǎng)絡(luò)的輸入端接有電信號（電源），輸出端接有負(fù)載。即所謂的有載二端口網(wǎng)絡(luò)。N1I1 1 1U1I2I 2U2 22ILZ SUSZ一、輸入阻抗（input impedance ）)(221IBUAU )(221IDUCI 22IZUL iLLZDCZBAZIU 11iZ若給定T參數(shù) SUSZiZ第18頁/共29頁二、輸出阻抗（output impedance ）oSSZACZBDZIU 22SSOCCZAUU N1I1 1 1U1I2I 2U2 22ILZ SUSZOCoUZ , )(221IBUAU )(221

13、IDUCI 11IZUS 除源后若給定T參數(shù),輸出端開路OCUAU 1OCUCI 111IZUUSS OCUOZLZ第19頁/共29頁三、有載二端口網(wǎng)絡(luò)的基本分析方三、有載二端口網(wǎng)絡(luò)的基本分析方法法1、直接列寫方程法：（1）參數(shù)方程2個；（2）輸入輸出回路各一個。（共四個方程求解二端口電壓、電流四個量）2、最簡等效電路法：“T”和“”形等效，化為一般電路求解。3、輸入輸出阻抗法：（1）輸入口等效為阻抗：DCZBAZZLLi （2）輸出口戴維南等效電路：ACZBDZZSSo SSOCCZAUU SUSZiZ OCUOZLZ第20頁/共29頁例：圖示電路，已知線性電阻網(wǎng)絡(luò)N的Z參數(shù)為 5334ZA

14、2)0( Li求響應(yīng) )(tiLA)(6 . 3t N50.4HA5 . 16 . 35351155)( Li 4RsRL1 .0 )()5 . 05 . 1()()5 . 12(5 . 1 )(1010tetetittL 1 2 3解：第21頁/共29頁例：圖示雙口電阻網(wǎng)絡(luò)中已知 V, 3cos22010)(ttus ,3 L ,27 1 C 傳輸參數(shù)矩陣為 5 . 1.05S0555 . 2T求)(tuc及其有效值。 )(tus 10LC )(tuc T解：求出輸出端口以左的戴維南等效電路OZ OCu3705 . 21005. 055105 . 1 ACZBDZZSSosocuu31 等效

15、電路為第22頁/共29頁 )(31tus 370LC )(tucV 100 suV 310)(0 tuC當(dāng)直流分量作用時V 3cos2203tus V 203 SU當(dāng)三次諧波分量作用時 9 3L 9 31C 718)9(37020313jjUC V)90 3cos(2718310)()()(30 ttututuCCC )90 3cos(2718)(3 ttuC 第23頁/共29頁三、特性阻抗與匹配N1I1 12I 2U2 2 SUSZLZ 1U1CSiZZZ 20CLZZZ DCZBAZZZCCCi 221ACDBZCDABZCC 21ACZBDZZZCCCO 112iZOZ）稱為網(wǎng)絡(luò)的特性阻

16、抗（稱為網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗（impedancesticcharacteriZZCC21,第24頁/共29頁）匹匹配配（時時稱稱為為輸輸入入口口（電電源源口口當(dāng)當(dāng)matchingZZZCSi1 ）匹匹配配時時稱稱為為輸輸出出口口（負(fù)負(fù)載載口口當(dāng)當(dāng)2CLOZZZ 匹匹配配稱稱完完全全匹匹配配當(dāng)當(dāng)輸輸入入口口和和輸輸出出口口同同時時SCOCCZZZ 特性參數(shù)理論在電力和電信傳輸線的理論分析中常用到。特性阻抗組成的二端口網(wǎng)絡(luò)可用作阻抗匹配，使負(fù)載獲得最大功率。CDIUIUZIIOC 02201112DBIUIUZUUSC 0220111269275 例例PCBZZZDACCC 21則則當(dāng)二端口網(wǎng)絡(luò)對稱時有當(dāng)二端口網(wǎng)絡(luò)對稱時有第25頁/共29頁四、常用二端口元件（1）運(yùn)算放大器(operational amplifier)01 I12UU 2121000IUAUI 2U112 2 1U 1UA21UnU 211InI 2211100IUnnIU（2）理想變壓器(ideal transformer) 2U1 12 21I2I1:n 1U 000HA nn100T第26頁/共29頁（3）理想回轉(zhuǎn)器(gyrator)21IRU 12IRU 212100IIRRUU 00GGY 00RGTu1i1+u2i2=0 線性、無源、無損、非互易的電阻性元件將電流（電壓）回轉(zhuǎn)為電壓（電流）