二端口網(wǎng)絡(luò)課件

1、第16章 二端口網(wǎng)絡(luò) 工程實際中，研究信號及能量的傳輸和信號變換時，經(jīng)常碰到如下兩端口電路。濾波器RCC傳輸線變壓器n:1（1）線性一端口網(wǎng)絡(luò)的外部性能用戴維南或諾頓等效電路代替去分析；（2）線性二端口網(wǎng)絡(luò)的處的i, u 間的關(guān)系可通過一些只取決于構(gòu)成二端口本身的元件及連接方式的參數(shù)表示。（3）二端口網(wǎng)絡(luò)分析方法易推廣于n端口網(wǎng)絡(luò)。11. 一端口（網(wǎng)絡(luò)）N+u1i1i12. 二端口（網(wǎng)絡(luò)）N+u1i1i1i2i2+u2Ni1i2i3i43. 四端網(wǎng)絡(luò)2約定1. 討論范圍線性 R、L、C、M與線性受控源不含獨立源和初始值構(gòu)成的附加電源2. 參考方向如圖16.1-2 二端口的參數(shù)和方程線性RLCM

2、受控源i1i2i2i1u1+u2+3Y參數(shù)方程（短路導(dǎo)納方程）+RCL(M)（1）設(shè) 已知矩陣形式：相量形式：式中 和 分別表示端口電壓和電流向量(導(dǎo)納參數(shù)矩陣或Y 參數(shù)矩陣)4&Y參數(shù)也稱為短路導(dǎo)納參數(shù)-短路輸入導(dǎo)納-短路輸出導(dǎo)納-短路轉(zhuǎn)移導(dǎo)納短路導(dǎo)納參數(shù)的測定5解例16-1 求圖示兩端口的Y 參數(shù)。 Yb+ Ya Yc Yb+ Ya Yc Yb+ Ya Yc對稱二端口 6 對稱二端口是指兩個端口電氣特性上對稱。電路結(jié)構(gòu)左右對稱的一般為對稱二端口。結(jié)構(gòu)不對稱的二端口，其電氣特性可能是對稱的，這樣的二端口也是對稱二端口。矩陣形式：相量形式：（2）設(shè) 已知Z參數(shù)方程（開路阻抗方程）7特殊情況例：

3、如圖所示二端口互感:只有只有均不存在*n:1+_u1+_u2i1i28（3）傳輸參數(shù)方程（T參數(shù)方程） 對稱二端口:（4） H 參數(shù)方程(混合參數(shù)方程）常用于晶體管等效電路。 互易二端口：對稱二端口:916-3 二端口的等效電路1. Z參數(shù)表示的等效電路（宜選用T形等效電路）如果網(wǎng)絡(luò)是互易的，上圖變?yōu)門型等效電路。+ Z11Z12等效電路+ Z11Z12等效只對兩個端口的電壓，電流關(guān)系成立。102. Y 參數(shù)表示的等效電路(宜選用形等效電路）如果網(wǎng)絡(luò)是互易的，上圖變?yōu)樾偷刃щ娐贰?Y12 Y11Y12 Y22+Y12+ Y12 Y11Y12 Y22+Y12+1116.4 二端口的轉(zhuǎn)移函數(shù) 二端

4、口常為完成某種功能起著耦合兩部分電路的作用，這種功能常通過轉(zhuǎn)移函數(shù)描述或指定。二端口轉(zhuǎn)移函數(shù) 二端口的轉(zhuǎn)移函數(shù)（傳遞函數(shù)）是用拉氏變換形式表示的輸出電壓或電流與輸入電壓或電流之比 。121. 無端接二端口的轉(zhuǎn)移函數(shù)線性RLCM受控源I1 (s)I2(s)I2 (s)I1 (s)U1 (s)+U2(s)+無端接二端口沒有外接負(fù)載及輸入激勵無內(nèi)阻抗。 132. 有端接二端口的轉(zhuǎn)移函數(shù)輸出端口接負(fù)載，輸入端口接電壓源和阻抗的串聯(lián)組合或電流源和阻抗的并聯(lián)組合。R2線性RLCM受控源I1 (s)I2 (s)U1 (s)+U2(s)+R1+US (s)雙端接兩端口R2線性RLCM受控源I1 (s)I2 (

5、s)U1 (s)+U2(s)+US (s)線性RLCM受控源I1 (s)I2 (s)U1 (s)+U2(s)+R1+US (s)單端接兩端口1416.5 二端口的連接 一個復(fù)雜二端口網(wǎng)絡(luò)可以看作是由若干簡單的二端口按某種方式連接而成。1. 級聯(lián)(鏈聯(lián))+TP1+P2+ 級聯(lián)后所得復(fù)合二端口T 參數(shù)矩陣等于級聯(lián)的二端口T 參數(shù)矩陣相乘。可推廣到n個二端口級聯(lián)的關(guān)系。15例T1T2T3求兩端口的T 參數(shù)。 4 6 4+解 4 4 6易求出162. 并聯(lián)P1+P2+并聯(lián)采用Y 參數(shù)方便。 二端口并聯(lián)所得復(fù)合二端口的Y 參數(shù)矩陣等于兩個二端口Y 參數(shù)矩陣相加。173.串聯(lián)P1+P2+串聯(lián)采用Z 參數(shù)方

6、便。 串聯(lián)后復(fù)合二端口Z 參數(shù)矩陣等于原二端口Z 參數(shù)矩陣相加。可推廣到 n 端口串聯(lián)。1816-6 回轉(zhuǎn)器和負(fù)阻抗轉(zhuǎn)換器 回轉(zhuǎn)器是一種線性非互易的多端元件，可以用晶體管電路或運算放大器來實現(xiàn)。理想回轉(zhuǎn)器是不儲能、不耗能的無源線性兩端口元件。1. 回轉(zhuǎn)器理想回轉(zhuǎn)器的基本特性u2i2i1u1-+-回轉(zhuǎn)電阻回轉(zhuǎn)電導(dǎo)或?qū)憺?9圖示電路的輸入阻抗為：u2i2i1u1-+-ZL若：結(jié)論 回轉(zhuǎn)器具有把一個電容回轉(zhuǎn)為一個電感的本領(lǐng)，實現(xiàn)了沒有磁場的電感，這為實現(xiàn)難于集成的電感提供了可能性。 20利用回轉(zhuǎn)器實現(xiàn)理想變壓器。圖示電路的T參數(shù)為：g1i2i1u1-+u2+-g2*n:1+_u1+_u2結(jié)論 兩個回

7、轉(zhuǎn)器的級聯(lián)相當(dāng)于一個變比n=g2/g1的理想變壓器。 21 負(fù)阻抗變換器（簡稱NIC）是一個能將阻抗按一定比例進(jìn)行變換并改變其符號的兩端口元件，可以用晶體管電路或運算放大器來實現(xiàn)。2. 負(fù)阻抗變換器負(fù)阻抗變換器的基本特性 符號 電壓電流關(guān)系電流反向型+u1i1i2+u2NIC22下 頁上 頁或 T參數(shù)電壓反向型正阻抗變?yōu)樨?fù)阻抗的性質(zhì)ZL+u1i1i2+u2NIC返 回23例負(fù)阻抗變換器的k=1，求輸入阻抗。結(jié)論jZiNIC12解j0.5Zi0.5等效網(wǎng)絡(luò) 可以用NIC和RC元件組成的網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)RL或RLC元件組成的網(wǎng)絡(luò)。24NUsR1R圖1NR1L圖2CNusuC例、一電阻二端口N，轉(zhuǎn)移參數(shù)25N(1) 求T型等效電路RaRb Rc U1U2I1I2解之得：26NUsR1R圖1(2)若端口1接US=6V、R1=2的串聯(lián)支路，端口2接電阻R（圖1），求R=？時可使其上獲得最大功率，并求此最大功率值。ab計算a、b以左電路的戴維南等效電路：NUsR圖1U2I1I2abUocRi RR 等于Ri時其上功率最大，此時最大功率為：27(3)若端口1接電壓源us=6+10sint V與電阻R1=2的串聯(lián)支路，端口2接L=1H與C=1F的串聯(lián)支路（圖2），求電容C上電壓的有效值。R1圖2NusLCuC(1) 6V電壓源單獨作用，L短路、C開路(2) 正弦電源單獨作