二端口网络相关知识简介
二端口网络的特性阻抗、回转器与负阻抗变换器相关知识培训讲解
+ u2
电流反向型
ui11
u2 ki2
u1
i1
1 0
0 u2
k
i
2
T 参数矩阵
（2） 阻抗变换器关系 (以INIC为例)
I1
I2
U+
1
INIC
U+ 2
ZL
UI11
U 2 kI2
U 2 ZL I2
(1)
INIC变换器
(2)
(3)
UI11
U 2 kI2
(1) (2)
U 2 ZL I2 (3)
端口1入端阻抗为
B ZS D
AB B ZDZS C D C
A D
ZC Z0ZS
2. 传播常数
•
1 I1
•
I2 2
+
+
•
U1
N
•
U2
ZC
1'
2'
一对称二端口，端口2接特性阻抗ZC时，其端口电压、 电流关系为：
UI11
AU 2 BI2 CU 2 DI2
U 2 ZC I2
(1) ( 2) ( 3)
二端口网络的特性阻抗、回 转器与负阻抗变换器相关知
识培训讲解
二端口的特性阻抗
1. 二端口的特性阻抗
•
1 I1
•
I2 2
+
+
•
U1
N
•
U2
ZL
1'
2'
T
参数方程
UI11
AU 2 CU 2
BI2 DI2
当端口2接阻抗ZL时，U 2 Z L I2
•
二端口网络
二端口网络二端口网络是指由两个终端设备所构成的网络系统。
它是一种基于计算机网络技术的网络结构，可以实现设备间的数据传输与通信。
二端口网络常见于家庭或小型企业的局域网（LAN）环境中，用于连接电脑、打印机、路由器、交换机以及其他网络设备。
二端口网络扮演着传输信息的“管道”角色，它为设备间的信息交换提供了可靠的通道。
二端口网络的特点之一是它结构简单、易于构建。
二端口网络通常包括一个网络连接线（如网线或无线信号传输）、两个设备端口和一系列网络服务协议。
这些协议负责设备间信息交换的数据格式和协议规则。
二端口网络的结构简单明了，易操作，对于初学计算机网络的用户来说十分友好。
二端口网络的工作原理是基于分组交换技术。
在数据传输中，发送端将数据传输成一组组数据包（packet），每个数据包都有包头和数据体部分。
包头包含了目标设备的地址信息和其他控制信息；数据体则是实际要传输的数据。
数据包在传输过程中经过多个中继器（如路由器和交换机），每个中继器将数据包解析后转发至下一站，直至传输到目标设备。
在传输过程中，中继器需要参照网络服务协议解析数据包，将数据包放置在正确的端口。
通过这种方式，二端口网络实现了设备间信息的传输与通信。
二端口网络的优点是显而易见的。
首先，它支持松耦合的系统设计。
二端口网络结构简单，设备之间相对独立，可以同时支持多个设备与主机的连接。
其次，二端口网络可以在不同的操作系统平台之间实现联通。
不同设备之间可以使用标准的网络协议通信，从而实现数据传输。
此外，二端口网络还可以实现设备远程控制的功能，对于设备管理和监控来说非常有帮助。
在使用二端口网络的同时，也需要注意一些问题。
首先，网络的带宽和容量限制是不可忽视的。
网络带宽和容量可能会出现瓶颈，影响网络的传输效果。
相比于现代的多端口交换机，二端口网络的传输能力不及多端口交换机，因此在实际应用中需要注意搭建并优化网络结构。
其次，二端口网络传输的数据安全性较低，仅使用协议规则验证。
二端口网络
二端口网络
在计算机网络中，二端口网络是指由两个端口组成的网络连接系统。
这种网络
拓扑结构通常用于简单的局域网或个人网络中。
每个端口代表一个连接点，可以是物理端口或逻辑端口，用于连接设备或网络节点。
二端口网络通常用于小型网络，涉及少量设备之间的通信。
二端口网络的优点
1.简单性：由于只有两个端口，二端口网络的配置和管理相对简单，
不需要复杂的路由配置或协调。
2.高效性：通过直接连接两个设备，二端口网络在数据传输方面通常
比较高效，减少了中间节点的延迟。
3.安全性：相对于复杂的网络拓扑结构，二端口网络的安全性更高，
减少了外部攻击的可能性。
二端口网络的应用
1.个人网络：在家庭或小型办公室环境中，二端口网络常常用于连接
个人计算机、打印机或其他设备，实现简单的数据共享和通信。
2.嵌入式系统：一些嵌入式系统或物联网设备采用二端口网络，用于
设备之间的数据传输和控制。
3.虚拟网络：在虚拟化环境中，二端口网络可以用于连接虚拟机与物
理主机之间，提供基本的通信支持。
二端口网络的发展趋势
随着物联网和边缘计算的发展，二端口网络在一些特定领域仍将发挥重要作用。
同时，随着网络技术的不断进步，二端口网络也可能发展出更多应用场景和改进方面，以适应不断变化的需求。
结语
二端口网络作为一种简单而有效的网络连接系统，在特定的场景下具有独特的
优势，对于一些小型或特定需求的网络环境具有一定的适用性。
同时，二端口网络在简化配置、提高效率和增强安全性方面也有着明显的优势，可以作为一种常见的网络拓扑结构之一。
电工基础第十一章 二端口网络
式中H11、H22、H12、H21称为H参数。对于任何一个互易二端
； 口网络，H参数中只有三个是独立的, 有H12=-H21 网络对称时，
还有 H11H22-H12H21=1。
第二节 二端口网络的参数方程
2.混合（H）参数
H11
U&1 I&1
U&2 0
H 21
I&2 I&1 U&2 0
H12
由于Y参数在输入或输出端口短路时确定，故也称为短路导纳参数。
第二节 二端口网络的参数方程
3.Y 参数矩阵
导纳(Y) 参数方程可写成矩阵形式
式中
I1
I2
Y11 Y21
Y12
Y22
U1 U 2
Y
U1
U2
第一节 二端口网络的概念
二端口网络内部含有电源时称为含源二端口网络；内 部没有电源时称为无源二端口网络。根据构成网络的 元件是线性还是非线性，二端口网络又可以分为线性 和非线性两种。本章主要讨论无源线性二端口网络.
第二节 二端口网络的参数方程
一.导纳(Y)参数方程
1.导纳(Y) 参数方程
I&1
U&1 U&2
H 22
I&2 U&2
I& 1 0
I& 1 0
式中：H11为输出端口短路时输入端口的入端阻抗。
H21为输出端口短路时对输入端口的转移电流比。
H12为输入端口开路时对输出端口的转移电压比。
第十一章二端口网络解析
第二节 二端口网络的参数方程
一、导纳参数方程
1. 导纳参数方程
I1 I2
Y11U1 Y12U 2 Y21U1 Y22U 2
上式也称为Y参数方程，式中Y11、Y12、Y21、Y22
称为 Y参数，具有导纳的性质，是一组只与网络内
部结构、参数及电源频率有关而与电源大小无关的
参数。
电工基础
3. A参数矩阵
A=
A
A11 A21
A12
A22
线性无源二端口网络即互易二端口网络的A参数中只
有三个是独立的。存在
A11 A22 A12 A21 1
电工基础
第二节 二端口网络的参数方程
四、混合参数方程
1. 混合参数方程
U1 H11I1 H12U 2
I2
H 21I1
H 22U 2
•
•
•
•
图示网络P 满足端口条件 I 1 I1'
;I2
I
' 2
形成两个端口,称之为二端口网络或双口网络。
电工基础
第一节 二端口网络的概念
二端口网络内部含有电源(包括独立电源和受控电源) 时称为含源二端口网络；内部没有电源时称为无源二端口 网络。根据构成网络的元件是线性还是非线性，二端口网 络又可以分为线性和非线性两种。
第十一章 二端口网络
本章重点 二端口网络的参数方程 二端口网络的等效电路
电工基础
第十一章 二端口网络
主要内容 第一节 二端口网络的概念 第二节 二端口网络的参数方程 第三节 二端口网络的特性阻抗 第四节 二端口网络的等效电路 第五节 二端口网络的连接 第六节 理想变压器 本章小结
电工基础
第一节 二端口网络的概念
第九章二端口网络
例：Z参数←→Y参数
由Z参数方程
U U12
Z11I1 Z12I2 Z21I1 Z22I2
求解出
I1 和
I2
即：II21ZZ2ZZ221UU11ZZ1Z21Z1UU22
得到 Y参数方程。其中 Z = Z11Z22 –Z12Z21≠0
II21ZZ2ZZ221UU11ZZ1Z21Z1UU22
Y11
Y21
A Y22 Y21
B 1 CY12Y21Y11Y22 D Y11
Y 21
Y21
Y21
（2）无源线性二端口， A, B, C, D4个参数中将
只有3个是独立的。
Y 1 2 Y 2 ,1 A B D Y C 1 Y Y 2 2 2 1 1 2 Y 1 Y 2 2 Y 2 2 1 Y 1 1 Y 2 1 2 Y Y 1 2 2 1 1
各参数之间的关系 见表9-2。
【例9.5】 求示电路的Z参数，并由Z参数转换为Y参数。
解：Z参数为
Z11
U1 I1
|I202j
Z12U I21 I10j Z21
I1 2Ω +
U1
-
3Ω •
1H •
I2 +
U 2
-
Z Z11Z22 Z12Z21
Z22
U2 I2
|I103j
5j6
Z112j Z12Z21j
3.了解二端口网络等效网络的定义和条件，能够画出 Z，Y参数的等效网络，并能熟练应用。
4.深刻理解二端口网络函数的定义，并能用参数表示 转移函数；
5.了解二端口网络的连接方式及其参数计算公式，了 解典型的二端口元件模型的定义、端口伏安关系、性 质及应用。
9.1 概述
二端口网络
第五部分 二端口网络（一）基本概念和基本定理1、二端口网络的端口方程和参数 （1）端口特性方程在两个端口的四个变量1U 、2U 、1I 、2I 中任取两个为变量，另两个为函数构成的方程。
电压、电流方向如图示。
（2）描述二端口的四个参数矩阵Z 参数对于由线性R 、L （M ）、C 元件组成的任意二端口无源网络都有1221Z Z =,即Z 参数矩阵是对称的。
对于对称二端口有1221ZZ =、1122Z Z =Y 参数对于由线性R 、L （M ）、C 元件组成的任意二端口无源网络都有1221Y Y =,即Y 参数矩阵是对称的。
对于对称二端口有1221YY =、1122Y Y =T 参数对于由线性R 、L （M ）、C 元件组成的任意二端口无源网络都有1AD BC -=,即T 参数矩阵是对称的。
对于对称二端口有A D =.H 参数2、二端口等效电路（1）T 型电路11112Z Z Z =-212Z Z =32212Z Z Z =-(2) π型电路11112Y Y Y =+2122Y Y Y =-=- 3221Y Y Y =+ （3）如果二端口不互易，则等效T 型电路含有受控电压源，如图（4）如果二端口不互易，则等效π型电路含有受控电流源，如图3、二端口的连接（1）级联（2）并联（3）串联4、回转器和复阻抗变换器（1）回转器是一种线性非互易的多端元件。
互易定理不适应回转器。
r 和g分别称为回转电阻和回转电导，简称回转常数。
（2）负阻抗变换器电流反向型：1212,UU I kI ==，电压的大小和方向均不改变；但电流1I 经传输后变为2kI ，即改变了方向；电压反向型：1212,UkU I I =-=-,电压改变了极性(方向)，但电流方向不变；NIC 可把正阻抗变为负阻抗。
（二）典型例题及解题方法分析例题1：图示电路二端口网络是由线性电阻构成的，此对称二端口的传输参数A=2，B=30,若将电阻LR并联在22'-两端，输入端11'-的入端电阻为将电阻LR 并联在11'-两端的入端电阻的6倍，求LR解法1：由于二端口网络是由线性电阻构成的，所以有AD-BC=1，又是对称二端口，有A=D=2，C=(AD-1)/B=0.1对于上面左图 22L UR I =-122122U AU BI I CU DI =-⎧⎨=-⎩1212()()L L U AR B I I R C D I =-+⎧⇒⎨=-+⎩112300.12L L in L L U AR B R R I CR D R ++⇒===++ 对于上面右图 20I=11'20'//'20LL i n LL L AR U R A C R R A I C R R C⇒====++ 6'in in R R =3in R =Ω解法2由于二端口网络是由线性电阻构成的对称二端口，A=D=2，C=(AD-1)/B=0.1。
十六章 二端口网络
U 2
11
二端口网络的Y、Z参数特性：
1、对于线性R、L（M）、C元件构成的 任何无源二端口，Z12=Z21，Y12=Y21
2、对于对称的二端口，Z11=Z22，Y11=Y22 3、Z=Y-1参数
I 1 I 2
方法一：分别求Z四个 参数
+ -
+
-
U 1
第十六章 二端口网络（369）
$16-1 二端口网络 一、定义： N0由线性电阻、电感、 电容和受控源组成，不包括 独立电源。 端口条件： i1
i1
i1
i2
N0
i2
i1
i2 i2
满足端口条件的为双口网络，否则为四端网络。 放大器、滤波器、变压器等均可认为二端口网络
1
二端口网络分析特性： 1、对于二端口网络，主要分析端口的电流和电压， 不涉及内部电路的工作状况。因此，本章主要讨论 端口u、i为变量的电路方程（二端口VAR约束方程) 2、二端口网络端口有四个物理量(u1、i1、u2、i2）， 若其中两个为自变量，另两个为应变量，可有六组 表征网络特性的独立方程：
4
方法二：分别求出四个Y参数，从而得出Y矩阵
根据方程
1 Y1 1U 1 Y1 2U 2 I 2 Y2 1U 1 Y2 2U 2 I
0 ，U 1V，则如图 1、令 U 1 2
I Y1 2 1 U2
I 1 U 1
0 U 1
I 1
二、电流控制型二端口VAR方程
＋
I 1
U 1 －
No
＋
i2 ) u1 f(i1 , i2 ) u 2 f(i1 , 结构电 路 如 图
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对称二端口只有两个参数是独立的。
对称二端口是指两个端口电气特性上对称。电路结 构左右对称的，端口电气特性对称；电路结构不对称的 二端口，其电气特性也可能是对称的。这样的二端口也 是对称二端口。使用时可以不分彼此。
•
I1 2
+
•
U1
5
10 10
•
•
I2
I1 2
++
U U •
•
21
2
•
I2
+ 4 •
U2 2
U 2
Y21 Δ
I1
Y11 Δ
I2
Z 21 I1
Z22 I2
其中 =Y11Y22 –Y12Y21
其矩阵形式为
U U
1 2
Z11
Z
21
Z12 Z 22
I1 I2
Z
Z11
Z
21
Z12
Z
22
称为Z参数矩阵
Z参数的实验测定
U 1 Z11I1 Z12 I2 U 2 Z21I1 Z22 I2
互易 对称
Y Y12=Y21 Y11=Y22
Z Z12=Z21 Z11=Z22
T
H
detA=1 H12= -H21 T11=T22 detH=1
5 .含有受控源的电路四个独立参数。
§3 二端口的等效电路
(1) 两个二端口网络等效： 是指对外电路而言，端口的电压、电流关系相同。
(2) 求等效电路即根据给定的参数方程画出电路。
i2
–
1 i1 3
4 i2
1-1’ 2-2’是二端口
3-3’ 4-4’不是二端口，是四端网络
i1' i1 i i1 i2' i2 i i2
不满足端口条件
2 +
u2 – 2
约定
1. 讨论范围
网络含线性 R、L、C、M与线性受控源
不含独立源
2. 参考方向
+
i1
u1 –
i1
线性RLCM 受控源
u1 nu2
1 i1 n i2
i1
+ u1
即
u1
i1
n 0
0 1 n
u2 i2
n:1
i2
+ u2
n 0
则
T
0
1
n
例2
I1 1
求T参数 + U1
I1 1
2
+
U1
2
2 2
I2
+ U2
U 1 T11U 2 T12 I2 I1 T21U 2 T22 I2
Y12U 2 Y22U 2
解一
•
I1
Yb
+
•
•
U1
Ya g U 1
•
I1
Yb
•
U1 0
•
gU1 Ya
•
I1
Yb
•
I2
+
•
+
•
U1
Ya g U 1
•
U2
•
I2
Y11
I1 U 1
U 2 0 Ya Yb
•
U
•
I2
2 +
0 Y21
I2 U 1
Y12
U 2
UI12
0
U1
Yb g 0 Yb
•
U2
U 1
21
U 2
I2
12
U 1
22
U 2
令
Y
Y11 Y21
Y12
Y22
称为Y 参数矩阵
或者由叠加原理可得：
I1 Y11U 1 Y12U 2 I2 Y21U 1 Y22U 2
I1 I2
Y11U 1 Y21U 1
Y12U 2 Y22U 2
端U1口和电U 2流共I同1和作I用2 可产视生为。
i2
+
u2 – i2
§2 二端口的参数和方程
+ i1 u1 -
i2 + u2 -
端口物理量4个 i1 i2 u1 u2
端口电压电流有六种不同的方程来表示，即可用六套 参数描述二端口网络。
•
一、 Y 参数和方程
I1
•+
设有
Z11 I1
l 个独立回路
Z12 I2 Z1l Il
U1 U1 -
Z21I1 Z22 I2 Z2l Il U 2
Y22
I2 U 2
Y U1 0
b
解二
•
I1
+
•
U1
Yb
•
Ya g U 1
•
I2
+
•
U2
I1 YaU1 Yb (U1 U 2 ) I2 Yb (U 2 U1 ) gU1
I1 (Ya Yb )U1 YbU 2
I2 ( g Yb )U1 YbU 2
Y
Ya Yb g Yb
U 2 0 Ya Yb U 2 0 Yb
•
I2
+
•
Y12
I1 U 2
U1 0 Yb
U2
Y22
I2 U 2
U 2 0 Yb Yc
互易二端口
Y
Ya Yb
Yb
若 Ya=Yc
•
Yb
Yb
Yc
+
•
U1
I1
Yb
Ya
Yc
•
I2
+
•
U2
有 Y12=Y21 ，又Y11=Y22 （电气对称），称为对称二端口。
U 1
Y22 Y21
U 2
1 Y21
I2
可得
T11
Y22 Y21
I1
Y12
Y11Y22 Y21
U 2
Y11 Y21
I2
1 T12 Y21
T21
Y12Y21 Y11Y22 Y21
T22
Y11 Y21
其矩阵形式
UI11
T11 T21
T12
T22
U 2 I2
(注意负号）
T
T11 T21
Z11 UI11 I2 0
Z 21
U 2 I1
I2 0
Z12 UI21 I1 0
Z 22
U 2 I2
I1 0
Z参数又称开路参数、阻抗参数
U 1
Y22 Δ
I1
Y12 Δ
I2
Z11 I1
Z12 I2
U 2
Y21 Δ
I1
Y11 Δ
I2
Z 21 I1
Z22 I2
互易二端口
Z12 Z21
对称二端口
2. 二端口（two-port)
当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称 此电路为二端口网络。
+
i1
u1 –
i1
线性RLCM 受控源
i2
+
u2 – i2
3. 二端口网络与四端网络
i1
i2
i1
i2
i1
i2
二端口
i1
i2
具有公共端的二端口
i2 i1
i3 i4
四端网络
例
1 +
i1
i 3
R
4 i2
u1
i1
T 参数的实验测定
U 1 T11U 2 T12 I2 I1 T21U 2 T22 I2
T11
U 1 U 2
I2 0
T21
I1 U 2
I2 0
开路参数
T12
U 1 I2
U 2 0
T22
I1 I2
U 2 0
短路参数
例1 求所示电路的T参数
U 1 T11U 2 T12 I2 I1 T21U 2 T22 I2
I1 1
2 I2
+ U2
+ U1
2
T11
U1 U2
1 2 I2 0 2 1.5
T12
U1 I2
U2 0
I1[1 (2 // 2)] 4 Ω 0.5I1
T21
I1 U2
I2 0 0.5 S
T22
I1 I2
U2 0
I1 0.5I1
2
四、H 参数和方程 H 参数也称为混合参数
H 参数方程
（2）有些电路只存在某几种参数。
•
I1
2
•
I2
+
+
•
•
U1
U2
0.5s 0.5s
Y 0.5s
0.5s
Z参数 不存在
•
I1 +
•
U1
•
I2 +
•
2 U 2
2 Z 2
2 2
Y 参数不存在
n:1 存在T参数H参数 Z,Y 均不存在
3. 可用不同的参数表示以不同的方式连接的二端口。
4. 线性无源二端口
互易二端口网络四个参数中只有三个是独立的。
例1. 求Y 参数。
I1 Y11U 1 Y12U 2
I2
Y21U 1
Y22U 2
解：
•
I1
Yb
+
•
U1
Ya
Yc
•
I1
Yb
•
U1 0
Ya Yc
Y12 Y21 Yb
•
I1
+
•
U1
Yb
Ya
Yc
•
I2