電路課件：23 二端口網(wǎng)絡(luò)方程、參數(shù)及等效電路

1、南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1RC0U3:11:1.1U2U南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 AB380 60 VU80j60Z ABCIII、 、Z1I110j20Z .ZZZAICIBI.1ZI南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 AB380 60 VU80j60Z ABCIII、 、Z1I110j20Z .ZZZAICIBI.1ZI南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 二、樹二、樹(Tree) 135 G123456 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 135 G123456 2、樹支：、樹支：屬于一棵樹的支路稱為該樹的樹支屬于一棵樹的支路稱為該

2、樹的樹支 顯然，對(duì)含顯然，對(duì)含n個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路來說，樹支數(shù)目為個(gè)節(jié)點(diǎn)的電路來說，樹支數(shù)目為n-1=獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)。獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)。南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 135 G123456 3、連支：、連支：不屬于一棵樹的支路稱為該樹的連支不屬于一棵樹的支路稱為該樹的連支 對(duì)含對(duì)含n個(gè)節(jié)點(diǎn)、個(gè)節(jié)點(diǎn)、b條支路的電路來說，連支數(shù)目條支路的電路來說，連支數(shù)目為為b-(n-1) =獨(dú)立回路數(shù)。獨(dú)立回路數(shù)。南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 G123456 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 123456 2、基本回路矩陣、基本回路矩陣Bf寫寫B(tài)f步驟：步驟：1、首先選定一棵

3、樹。、首先選定一棵樹。2、將連支按連支號(hào)依次排列、將連支按連支號(hào)依次排列為為1l（ l為連支數(shù)）列，將樹為連支數(shù)）列，將樹支號(hào)依次排列為支號(hào)依次排列為l+1b列。列。3、將基本回路號(hào)與連支的列、將基本回路號(hào)與連支的列號(hào)對(duì)應(yīng)，且取連支方向?yàn)榛?hào)對(duì)應(yīng)，且取連支方向?yàn)榛净芈贩较?。本回路方向。l3l1l2:1 :101100110010011001531642321tltlfBBBlllB BlBt南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 G123456 三、割集矩陣三、割集矩陣 描述有向圖中割集和支路關(guān)聯(lián)的性質(zhì)描述有向圖中割集和支路關(guān)聯(lián)的性質(zhì)1、獨(dú)立割集矩陣、獨(dú)立割集矩陣Q:獨(dú)立割集的個(gè)數(shù)為獨(dú)立割集的個(gè)

4、數(shù)為n-1個(gè)個(gè)每個(gè)割集中含其他割集不含每個(gè)割集中含其他割集不含的支路的支路 給割集賦一方向給割集賦一方向Q1Q2Q3000654531621 iiiiiiiiiQ1:Q2:Q3:南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 G123456 三、割集矩陣三、割集矩陣 描述有向圖中割集和支路關(guān)聯(lián)的性質(zhì)描述有向圖中割集和支路關(guān)聯(lián)的性質(zhì)1、獨(dú)立割集矩陣、獨(dú)立割集矩陣Q:0111000010101100011654321 iiiiii獨(dú)立割集的個(gè)數(shù)為獨(dú)立割集的個(gè)數(shù)為n-1個(gè)個(gè)每個(gè)割集中含其他割集不含每個(gè)割集中含其他割集不含的支路的支路 給割集賦一方向給割集賦一方向南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 123456

5、0111000010101100011654321 iiiiiiQi=0割集意義割集意義下的下的KCL方程方程Q獨(dú)立割集矩陣南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 割集與支路非關(guān)聯(lián)割集與支路非關(guān)聯(lián)。集方向與支路方向相反集方向與支路方向相反割集與支路關(guān)聯(lián)，且割割集與支路關(guān)聯(lián)，且割。集方向與支路方向一致集方向與支路方向一致割集與支路關(guān)聯(lián)，且割割集與支路關(guān)聯(lián)，且割011jkQ 123456 110001101010000111QQ1:Q2:Q3:1 2 3 4 5 6割集割集支路支路南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 2、基本割集矩陣、基本割集矩陣Qf寫寫Qf步驟：步驟：1、首先選定一棵樹。、首先選定一

6、棵樹。2、將樹支按樹支號(hào)依次排列、將樹支按樹支號(hào)依次排列為為1n-1列，將連支號(hào)依次排列，將連支號(hào)依次排列為列為nb列。列。3、將基本割集號(hào)與樹支的列、將基本割集號(hào)與樹支的列號(hào)對(duì)應(yīng)，且取樹支方向?yàn)榛?hào)對(duì)應(yīng)，且取樹支方向?yàn)榛靖罴较?。本割集方向?1 :110100011010101001642531321ltltfQQQQQQQ QtQl 123456 Q1Q2Q3南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 TltQB :1 :101100110010011001531642321tltlfBBBlllB :1 :110100011010101001642531321ltltfQQQQQQQ 南京理

7、工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 26918354107已知：已知：T 5，6，7，8 試寫出試寫出Bf和和Qf。f1 2 34 9 105678100000100101000011010010000110000100101000001010110000011100B南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 26918354107 00111000001101010000010100100001100001001011000010100100000187651094321fB 010011100001110001001001100010111011000110943218765fQ南京理工大學(xué)南京理工大

8、學(xué)電電 路路 G123456 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1235 671234100111001001110010101fQQQQ南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .UI III,UZ IIYU南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1122,IIII.2U2I2I22.1U1I1 I11 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2U2I2I22.1U1I1 I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 12,U U12,II12111121222122UZ

9、IZIUZIZI111112212222ZZUIZZUIUZ I.2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 111210|IUZI221210|IUZI222120|IUZI112120|IUZI.2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1I-j2j12I.1U2U.2I4I南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 11222I+_+_1U2U1+_14I231I南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 12,U U12,II112111

10、22122122IY UY UIY UY U111112212222YYIUYYIUIYU.2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 111210|UIYU221210|UIYU.2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 111210|UIYU221210|UIYU222120|UIYU112120|UIYU.2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1I2Sj4S-j1S2I.1U2U.南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .1U2U1I2I,UZ I IYU11,YZZY南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電

11、電 路路 11222I+_+_1U2U1+_14I231I南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 11222I+_+_1U2U+_22U11I-j2j3南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 11222I+_+_1U2UYaYbYcgm1U1I南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 12,I U21,UI11211122122122UHIH UIHIH U111112212222HHUIHHIU11122122HHHHH.2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 111210|UUHI221210|UIHI.2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 111210|U

12、UHI221210|UIHI112120|IUHU222120|IIHU.2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .1U2U1I2I南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 11122(0.5 )uiuu1120.5uiu 21ii又：1( )0.5=10H 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 11221I2I+_+_1UR1YbR21I2U南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 22,()UI11,UI212122()()UAUBIICUDI.2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2U2I.1U1I.*2U*2I.*1

13、U*1I南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 12111121222122(1)(2)UZ IZIUZIZI2212221211()(3)ZIUIZZ11221111221112212221221221212121()()()ZZ ZZZ ZZ ZUUIZIUIZZZZ南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .1U2U1I2I.10南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1I2I.1U2U.Z1Z2Z312111121222122UZIZIUZIZI南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1I2I.1

14、U2U.Z11-Z12Z22-Z12Z12南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1I2I.1U2U.Y2Y3.Y111211122122122IY UY UIY UY U南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1I2I.1U2U.-Y12Y22+ Y12.Y11+ Y12南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2I211ZI2U122ZI1I1UZ11Z2212111121222122UZIZIUZIZI南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1I2I.1U2U.Z11-Z12Z22-Z12Z1212II12112()ZZI南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 sU.2U

15、2I221U1I11ZssUZL.南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 Zi.2U2I221U1I11ZL.12212222()()()LLiiLAZBZCZDUAUBIZICUDIUZI 此式表明：輸入阻抗不僅與網(wǎng)絡(luò)參數(shù)此式表明：輸入阻抗不僅與網(wǎng)絡(luò)參數(shù)有關(guān)，還和負(fù)載阻抗有關(guān)。對(duì)于不同有關(guān)，還和負(fù)載阻抗有關(guān)。對(duì)于不同的網(wǎng)絡(luò)，的網(wǎng)絡(luò)，Zi與與ZL的關(guān)系不同，故二端的關(guān)系不同，故二端口網(wǎng)絡(luò)具有變換阻抗的作用?？诰W(wǎng)絡(luò)具有變換阻抗的作用。南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 Zo.2U2I221U1I11Zs.2o2SSUZIDZBCZA 此式表明：輸出阻抗不僅與網(wǎng)此式表明：輸出阻抗不僅與網(wǎng)絡(luò)參數(shù)有關(guān)，還

16、和電源內(nèi)阻有關(guān)。絡(luò)參數(shù)有關(guān)，還和電源內(nèi)阻有關(guān)。 當(dāng)然，輸入阻抗和輸出阻抗也當(dāng)然，輸入阻抗和輸出阻抗也可用其它參數(shù)表示?？捎闷渌鼌?shù)表示。南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 引入輸入阻抗和輸出阻抗后，圖引入輸入阻抗和輸出阻抗后，圖(a)可等效成圖可等效成圖(b)或圖或圖(c)。.2U2I221U1I11ZssUZL.(a)1U1I11ZssUZi.(b).222U2IZoocUZL.(c)南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2U2I22.1U1I11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2U2I22.1U1I11122122()()UAUBIICUDI 22101uIUKAU 轉(zhuǎn)移電壓比轉(zhuǎn)移電

17、壓比轉(zhuǎn)移電流比轉(zhuǎn)移電流比轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移阻抗轉(zhuǎn)移導(dǎo)納轉(zhuǎn)移導(dǎo)納22101iUIKDI 22101TIUZCI 22101TUIYBU 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2U2I221U1I11ZL.2LL1uUZKAZBU 得得1221222L2()()()UAUBIICUDIUZI 由由南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2U2I221U1I11ZssUZL.2LLsLs()uZUKAZBZ CZDU得得12212222s1S1()()()LUAUBIICUDIUZIUUZ I 由由南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2U2I221U1I11ZssUZL.seqsDZBZCZAsocsUU

18、CZA*eqLZZ2ocmaxL4ReUPZ南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2U2I221U1I11ZssUZL.(a)1U1I11ZssUZi.(b).222U2IZoocUZL.(c)一般情況下，一般情況下，SioL,ZZZZ南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1U1I11ZssUZi.222U2IZoocUZL.CCCAZBZCZD LiLAZBZCZD 得：得：CBZC在對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)中，若適當(dāng)選擇在對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)中，若適當(dāng)選擇Zs、ZL的值，使它們滿足：的值，使它們滿足：Zi=Zs=Zo=ZL =ZC，ZC稱為對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)的稱為對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗特性阻抗（重復(fù)阻抗重復(fù)阻

19、抗）南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1U1I11ZssUZi.222U2IZoocUZL.在對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)中，若適當(dāng)選擇在對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)中，若適當(dāng)選擇Zs、ZL的值，使它們滿足：的值，使它們滿足：Zi=Zs=Zo=ZL =ZC，ZC稱為對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)的稱為對(duì)稱二端口網(wǎng)絡(luò)的特性阻抗特性阻抗（重復(fù)阻抗重復(fù)阻抗）CBZC南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 iAZCLZ i0BZD0LZ ii0CABBZZ ZCDCLiLAZBZCZD sosDZBZCZA oo0BZZC2120IUAU 2120IICU 2120UIDI 2120UUBI 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 例例: 求圖示網(wǎng)路

20、特性阻抗求圖示網(wǎng)路特性阻抗ZC。答案答案Cii0ZZZ1000360600 11221I+_+_2002008002I1U2U南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 0I.820 0 Voj6j16j16-j4-j40Ig南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 0Ij6.820 0 Voj16j16-j4-j40Igoceqsc8UZI 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 seq8CZZZ j6.820 0 Voj16j16-j4-j40Ig南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 如果把一個(gè)復(fù)雜的二端口網(wǎng)絡(luò)看成是由若干個(gè)簡單的二如果把一個(gè)復(fù)雜的二端口網(wǎng)絡(luò)看成是由若干個(gè)簡單的二端口按某種方式連接而成，這將使

21、得電路分析得到簡化。端口按某種方式連接而成，這將使得電路分析得到簡化。 另一方面，在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的二端口網(wǎng)絡(luò)時(shí)，另一方面，在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的二端口網(wǎng)絡(luò)時(shí)，也可用簡單的二端口網(wǎng)絡(luò)作為也可用簡單的二端口網(wǎng)絡(luò)作為“積木塊積木塊”，把它們按一定，把它們按一定的方式聯(lián)接成具有所需特性的二端口網(wǎng)絡(luò)。的方式聯(lián)接成具有所需特性的二端口網(wǎng)絡(luò)。 一般說來，設(shè)計(jì)簡單的部分電路并加以連接要比直接一般說來，設(shè)計(jì)簡單的部分電路并加以連接要比直接設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的整體電路容易些。因此討論二端口的連接設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的整體電路容易些。因此討論二端口的連接問題非常重要。問題非常重要。南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 滿足串

22、聯(lián)的特點(diǎn)：端口電流相等；滿足串聯(lián)的特點(diǎn)：端口電流相等； 端口總電壓為兩子網(wǎng)絡(luò)端口電壓之和。端口總電壓為兩子網(wǎng)絡(luò)端口電壓之和。N11122+_+_2U N21122+_+_2I+_1U+_1I2I2U1U 1U 1I2U 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1111122222111112122222UUUUUUUUUUIIIIZZZZZIIII N11122+_+_2U N21122+_+_2I+_1U+_1I2I2U1U 1U 1I2U 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 滿足并聯(lián)的特點(diǎn)：端口電壓相等；滿足并聯(lián)的特點(diǎn)：端口電壓相等； 端口總電流為兩子網(wǎng)絡(luò)端口電流之和。端口總電流為兩子網(wǎng)絡(luò)端口

23、電流之和。N111221I +_+_N21122+_+_+_1U+_1I2U2U1U2U1U2I 2I2I 1I 12YYY南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .2U2I.1U1I.2U2I.1U1I1I1U2U2I11221212121212112212121212ABABA AB CA BB DTTTCDCDC AD CC BD D南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 12HHH.1U1I.2U2I南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 0.5j25j0.02S1ABCDABCDs1 0 AI ZL.15.10max2001W450P南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 21215()UUI.15

24、.102U2I1U1I.112220.12.5()10UIIUI*1150.12.5T*0.5j0.315j250.05j0.052.5j2.5ABABTTCDCD2soc20110 245 V|IUUIC南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 2scs201|UIIID oceqsc50UDZCImax2001W450P南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 一、電路模型及其方程一、電路模型及其方程11221i2i+_+_1u2ug(r) 回轉(zhuǎn)器是一種二端口元回轉(zhuǎn)器是一種二端口元件，可以用晶體管或運(yùn)算放件，可以用晶體管或運(yùn)算放大器的電路來實(shí)現(xiàn)。理想回大器的電路來實(shí)現(xiàn)。理想回轉(zhuǎn)器的電路模型如圖所示，轉(zhuǎn)器的電路模型如圖所示，圖中箭