電路課件二零

§1概述在工程實(shí)際中，研究信號(hào)及能量的傳輸和信號(hào)變換時(shí)，經(jīng)常碰到如下形式的電路。線(xiàn)性RLCM受控源四端網(wǎng)絡(luò)第16章二端口網(wǎng)絡(luò)變壓器n:1濾波器電路RCC傳輸線(xiàn)晶體管放大電路例1.一端口(port)端口由一對(duì)端鈕構(gòu)成，且滿(mǎn)足如下條件：從一個(gè)端鈕流入的電流等于從另一個(gè)端鈕流出的電流。2.二端口（two-port)當(dāng)一個(gè)電路與外部電路通過(guò)兩個(gè)端口連接時(shí)稱(chēng)此電路為二端口網(wǎng)絡(luò)。線(xiàn)性RLCM受控源i1i2i2i1u1+–u2+–+u1i1i1–3.二端口網(wǎng)絡(luò)與四端網(wǎng)絡(luò)二端口i2i1i1i2具有公共端的二端口i2i1i1i2四端網(wǎng)絡(luò)

i4i3i1i2不滿(mǎn)足端口條件1-1’

2-2’是二端口3-3’

4-4’不是二端口，是四端網(wǎng)絡(luò)例i1i2i2i1u1+–u2+–2211Rii1i23344約定1.討論范圍網(wǎng)絡(luò)含線(xiàn)性R、L、C、M與線(xiàn)性受控源不含獨(dú)立源2.參考方向線(xiàn)性RLCM受控源i1i2i2i1u1+–u2+–§2二端口的參數(shù)和方程+-+-i1i2u2u1端口物理量4個(gè)i1u1i2u2端口電壓電流有六種不同的方程來(lái)表示，即可用六套參數(shù)描述二端口網(wǎng)絡(luò)。一、Y參數(shù)和方程設(shè)有l(wèi)個(gè)獨(dú)立回路12解得令+-+-線(xiàn)性無(wú)源稱(chēng)為Y參數(shù)矩陣矩陣形式或者由疊加原理可得：端口電流可視為共同作用產(chǎn)生。Y參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定+-線(xiàn)性無(wú)源+-線(xiàn)性無(wú)源Y參數(shù)稱(chēng)為短路參數(shù)、導(dǎo)納參數(shù)輸入導(dǎo)納輸入導(dǎo)納轉(zhuǎn)移導(dǎo)納轉(zhuǎn)移導(dǎo)納滿(mǎn)足互易定理若網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部無(wú)受控源(滿(mǎn)足互易定理)，則阻抗矩陣Z對(duì)稱(chēng)12=21互易二端口網(wǎng)絡(luò)四個(gè)參數(shù)中只有三個(gè)是獨(dú)立的。Y12=Y21Z12=Z21例1.求Y參數(shù)。解：

Yb++

Ya

Yc

Yb+

Ya

Yc

Yb+

Ya

Yc互易二端口對(duì)稱(chēng)二端口是指兩個(gè)端口電氣特性上對(duì)稱(chēng)。電路結(jié)構(gòu)左右對(duì)稱(chēng)的，端口電氣特性對(duì)稱(chēng)；電路結(jié)構(gòu)不對(duì)稱(chēng)的二端口，其電氣特性也可能是對(duì)稱(chēng)的。這樣的二端口也是對(duì)稱(chēng)二端口。使用時(shí)可以不分彼此。若Ya=Yc有

Y12=Y21

，又Y11=Y22（電氣對(duì)稱(chēng)），稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)二端口。對(duì)稱(chēng)二端口只有兩個(gè)參數(shù)是獨(dú)立的。

Yb++

Ya

Yc10++5

102不含受控源，為互易二端口電氣對(duì)稱(chēng)++2224例2求所示電路的Y參數(shù)

解一

Yb+

Ya

Yb+

Ya

Yb++

Ya解二

Yb++

Ya非互易二端口網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部有受控源）四個(gè)獨(dú)立參數(shù)。二、Z

參數(shù)和方程由Y參數(shù)方程即：其中

=Y11Y22–Y12Y21+-+-線(xiàn)性無(wú)源其矩陣形式為稱(chēng)為Z參數(shù)矩陣Z參數(shù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定Z參數(shù)又稱(chēng)開(kāi)路參數(shù)、阻抗參數(shù)互易二端口對(duì)稱(chēng)二端口若矩陣

Z

與Y

非奇異則例1.求所示電路的Z參數(shù)

Zb++

Za

Zc例2求所示電路的Z參數(shù)

Zb++

Za

Zc+三、T參數(shù)三(三正向三傳輸三參數(shù)三)三和方三程由(三2)三得：將(三3)三代入三(1三)得三：即：可得其矩三陣形三式(注意三負(fù)號(hào)三）稱(chēng)為T(mén)參數(shù)三矩陣互易三二端三口對(duì)稱(chēng)三二端三口T11T22-T12T21=1Y12=Y21Y11=Y22則T11=

T22T參數(shù)三的實(shí)三驗(yàn)測(cè)三定開(kāi)路參數(shù)短路參數(shù)則即n:1i1i2++u1u2例1求所示電路的T參數(shù)例2求T參數(shù)++122I1I2U1U2++122I1U1U2+122I1I2U1四、H參數(shù)三和方三程H參數(shù)三方程矩陣三形式+-+-線(xiàn)性無(wú)源H參數(shù)三也稱(chēng)三為混三合參三數(shù)特點(diǎn)三：兩三個(gè)激三勵(lì)源三位于三不同三端口三，一三個(gè)是三電壓三源一三個(gè)是三電流三源H參數(shù)三的實(shí)三驗(yàn)測(cè)三定互易三二端三口對(duì)稱(chēng)三二端三口開(kāi)路參數(shù)短路參數(shù)可由三表1三6-三1推三導(dǎo)出例求所三示電三路的H參數(shù)++

R1

R2Z參數(shù)不存三在Y參數(shù)三不存三在

2++

2++小結(jié)1.六套參三數(shù)，三還有反向三傳輸三參數(shù)T’和逆三混合三參數(shù)G。2三.為三什么三用這三么多三參數(shù)三表示（1）三為描三述電三路方三便，三測(cè)量三方便三。（2）三有些三電路三只存三在某三幾種三參數(shù)三。3.三可三用不三同的三參數(shù)三表示三以不三同的三方式三連接三的二三端口三。4.三線(xiàn)三性無(wú)三源二三端口5三.含三有受三控源三的電三路四三個(gè)獨(dú)三立參三數(shù)。存在T參數(shù)H參數(shù)Z,Y均不三存在n:1§3三二端三口的三等效三電路(2三)三求等三效電三路即三根據(jù)三給定三的參三數(shù)方三程畫(huà)三出電三路。一、三由Z參數(shù)三方程三畫(huà)等三效電三路++

Z22++

Z11(1三)三兩個(gè)三二端三口網(wǎng)三絡(luò)等三效：是指三對(duì)外三電路三而言三，端三口的三電壓三、電三流關(guān)三系相三同。改寫(xiě)三為+

Z11-Z12

Z22-Z12Z12++同一三個(gè)參三數(shù)方三程，三可以三畫(huà)出三結(jié)構(gòu)三不同三的等三效電三路。等效三電路三不唯三一。互易三網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)三對(duì)稱(chēng)三(Z11=Z22)則等三效電三路也三對(duì)稱(chēng)++

Z11-Z12

Z22-Z12Z12+Z12=Z21+

Z11-Z12Z12

Z22-Z12+二、三由Y參數(shù)三方程三畫(huà)等三效電三路++

Y11

Y22

-Y12++

Y11

+Y12

Y22

+Y12另一三種形三式互易三網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)三對(duì)稱(chēng)三(Y11=Y22)則等三效電三路也三對(duì)稱(chēng)Y12=Y21

-Y12++

Y11

+Y12

Y22

+Y12

-Y12++

Y11

+Y12

Y22

+Y12例給定三互易三網(wǎng)絡(luò)三的傳三輸參三數(shù)T，求T形等三效電三路。+

Z1Z2

Z3+解開(kāi)路三電壓三比開(kāi)路三轉(zhuǎn)移三導(dǎo)納短路三電流三比Z2=三1三/T21Z1=三(T11-1三)三/T21Z3=三(T22-1三)三/T21可求得+

Z1Z2

Z3+也可三由端三口電三壓、三電流關(guān)系三直接三列參三數(shù)方三程將代入第一式并經(jīng)整理，可得Z2=三1三/T21Z1=三(T11-1三)三/T21Z3=三(T22-1三)三/T21可求得T11T21T22§4三二端三口網(wǎng)三絡(luò)的三聯(lián)接一、三級(jí)聯(lián)三（鏈三聯(lián)）設(shè)即T+T++T+++T+T++T+++得TT+T++得結(jié)論三：級(jí)聯(lián)三后所三得復(fù)三合二三端口T參數(shù)三矩陣三等于三級(jí)聯(lián)三的二三端口T參數(shù)三矩陣三相乘三。上三述結(jié)三論可三推廣三到n個(gè)二三端口三級(jí)聯(lián)三的關(guān)三系。T=[T1][T2]三…三.三[Tn]T1T2......Tn例1易求三出4644T1得46T3T2RRRCCC++例2求二、三并聯(lián)三：輸入三端口三并聯(lián)三，輸三出端三口并三聯(lián)++Y++Y++Y并聯(lián)三后++Y++Y++Y可得結(jié)論三：二端三口并三聯(lián)所三得復(fù)三合二三端口三的Y參數(shù)三矩陣三等于三兩個(gè)三二端三口Y參數(shù)三矩陣三相加三。(1三)三兩個(gè)三二端三口并三聯(lián)時(shí)三，其三端口三條件三可能三被破三壞,三此三時(shí)上三述關(guān)三系式三就不三成立三。102A1A1A1A52.510V+5V+2A2A1A1A1A1A2.52.510V+5V+1A注意三：不是二端口不是二端口并聯(lián)三后端三口條三件破三壞4A-1A2A1A2A2A002A1010V5V1A1A52.52.52.5++4A4A1A1A例R1R4R2R3R1R2R3R4(2三)三具三有公三共端三的二三端口三，將三公共三端并三在一三起將三不會(huì)三破壞三端口三條件三。三、三串聯(lián)三：輸入三端口三串聯(lián)輸出三端口三串聯(lián)采用Z參數(shù)++Z++Z++串聯(lián)三電流三相等則即結(jié)論串聯(lián)三后復(fù)三合二三端口Z參數(shù)三矩陣三等于三原二三端口Z參數(shù)三矩陣三相加三?？扇茝V三到n端口三串聯(lián)。端口三條件三破壞三，三不正三規(guī)連三接!22211例131442221113144262444A2A4A3A2A3A4A2A分析三：什三么情三況下三串聯(lián)三后端三口條三件不三被破三壞abIab有Iab=三0則左三邊端口三條件三滿(mǎn)足ISISabV=0若a、三b在斷三開(kāi)時(shí)三等電三位ISabV=0IScdV0=若c、三d在斷三開(kāi)時(shí)三等電三位，則連三起來(lái)三后連三線(xiàn)中三無(wú)電三流右邊端口三條件三滿(mǎn)足即：三若a、三b在斷三開(kāi)時(shí)三等電三位，則連三起來(lái)三后連三線(xiàn)中三無(wú)電三流左邊端口三條件三滿(mǎn)足有效三性試三驗(yàn)正規(guī)連接時(shí)才有Z=§5三對(duì)三稱(chēng)二端三口網(wǎng)三絡(luò)的三特性三參數(shù)一、三有載三二端三口網(wǎng)三絡(luò)的三入端三阻抗N+-+-11'22'ZLT參數(shù)方程當(dāng)端口2接阻抗ZL時(shí)，端口三1的三入端三阻抗Zi為：N++11'22'ZLZi可見(jiàn)Zi隨ZL變化三而變?nèi)?，三雙口三網(wǎng)絡(luò)三有變?nèi)龘Q阻三抗的三作用n:1i1i2++u1u2例n:1++ZL若ZL=ZC時(shí)，恰好使Zi=ZC，則

ZC稱(chēng)為二端口的特性阻抗。二、三對(duì)稱(chēng)三二端三口網(wǎng)三絡(luò)的三特性三阻抗對(duì)稱(chēng)++11'22'ZCZC對(duì)于對(duì)稱(chēng)二端口：T11=T22特性三阻抗三取決三于對(duì)三稱(chēng)二三端口三網(wǎng)絡(luò)三本身三的參三數(shù)。ZL=ZC時(shí)，三稱(chēng)為三匹配三狀態(tài)三。444例求特性阻抗ZC444ZCZC444+-444+-正弦三穩(wěn)態(tài)三下的三對(duì)稱(chēng)三二端三口，三在端三口2三接特三性阻三抗ZC時(shí)，三求輸三入電三壓（三流）三和輸三出電三壓（三流）三比值三的關(guān)三系三、三傳播三系數(shù)對(duì)稱(chēng)++11'22'ZC對(duì)稱(chēng)三二端三口T11=T22對(duì)稱(chēng)三二端三口輸三出端三口接特三性阻三抗時(shí)三，兩三個(gè)端口三電壓三比和三電流三比相同三。令其中=+j可得稱(chēng)為衰減系數(shù)稱(chēng)為相位系數(shù)

稱(chēng)為傳播系數(shù)四、用ZC及表示三的對(duì)三稱(chēng)二三端口三的傳三輸參三數(shù)方三程由以三上兩三式可三得T參數(shù)方程則對(duì)三稱(chēng)二三端口三的傳三輸參三數(shù)方三程可三表示三為n個(gè)+,ZC,ZC,ZC+T1T1T1§5三回轉(zhuǎn)三器和三負(fù)阻三抗變?nèi)龘Q器一.三回轉(zhuǎn)三器電路三符號(hào)++i1i2u2u1rr：回轉(zhuǎn)三電阻u1=三-r三i2u2=r三i1i1=g三u2i2=三-g三u1g=三1三/r性質(zhì)1.三非互三易元三件三(Y、Z參數(shù)三不對(duì)三稱(chēng)）2.線(xiàn)性無(wú)源元件（端口方程是