第十章二端口网络
二端口网络的网络参数
a12 U 2 a22 I 2
式中
a11 A11
ze 2 ze1
a12 A12 Ze1Ze 2
ze1 a21 A21 Ze1Ze 2 a22 A22 ze 2 则a就称为归一化的转移参数矩阵。
关于A参数的性质可以从阻抗参数或导纳参数的性 质导出：
现取I1、I2为自变量, U1、U2为因变量, 对线 性网络有：
U1=Z11I1+Z12I2 U2=Z21I1+Z22I2
阻抗参数[Z]
I1 Ze1 U1 ＋ － T1
双端口网络
I2 双口 网络 T2 ＋ U － 2 Ze2
阻抗参数[Z]
写成矩阵形式：
U1 U2
Z11 = Z 21 Z12 Z 22
表示端口2匹配时, 端口1到端口2的 正向传输系数
可见, ［S］矩阵的各参数是建立在端口接匹配负 载基础上的反射系数或传输系数。这样利用网络
散射参数[S]
输入输出端口的参考面上接匹配负载即可测得散 射矩阵的各个参量。 S参数的性质 对于互易网络 S12=S21 对于对称网络 S11=S22 对于无耗网络 S S I S 是S的转置共轭矩阵，[I]为单位矩阵。 其中，
U 3 U 2 I A2 I 2 3
转移参数[A]
＋ U1 －
I1 [A1 ]
I2 ＋ U2 － [A2 ]
I3
＋ U3 －
双端口网络的级联
转移参数[A]
则有
令
U 3 U1 I A1 A2 I 1 3
二端口网络是微波系统中最基本的型式，在描 述网络的参数中，阻抗参数、导纳参数、转移参数 和散射参数是最常用的网络参数。
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。
二端口网络电路分析教程
Y21 Y21
h11 h12 h21 h22
h h21
h22 h21
h11 h21
1 h21
T12
T
T22
T22
1
T21
T22 T22
T11 T12 T21 T22
Z datZ Z11Z22 Z12Z21 H datH h11h22 h12h21
二端口网络的输入端口和输出端口的电压和电流共
有4个，即 U1、I1、U2、I。2 在分析二端口网络时，通 常已知其中的两个电量，求出另外两个电量。由这4 个物理量构成的组合，共有6 组关系式，其中4 组为 常用关系式。
7.2.1 阻抗方程和Z参数 在如图所示的无源线性二端口网络中，当以电流源
I1、I2 作为激励作用于线性无源二端口网络时，其响应 U1、U2 可以分别用 I1、I2 的线性组合表示出来，即
在此不加讨论。
Z
Y
H
T
Z
Z11 Z12
四
Z21 Z22
种
参 数
Z22 Z12
Y
Z
Z
Z21 Z11
其
Z Z
Y22 Y Y21 Y
Y12 Y Y11 Y
Y11 Y12 Y21 Y22
h
h12
h12
h22
h21
1
h22 h22
1
h12
h11
h11
h21
h
h11
以如图所示电路为例，根据基尔霍夫第二定律，列写出的 两个回路电压方程如下
U1 (Z1 Z3)I1 Z3I2 U2 Z3I1 (Z2 Z3)I2
其Z参数矩阵为
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。
10双口网络
3．本书中的双口网络 双口网络N中只包含线性元件如R、L、C及
受控源 (控制量也必须在N内) 。 当N内有受控源，称之为有源双口网络；反之
称为无源双口网络。
二、网络方程
1．单端口网络方程：变量为端口电压和电流 U、I
正弦稳态时，一个不含独立源的单端口网络方程 依照其端口的VAR可表示为：
输入阻抗方程： U ZI 输入导纳方程： I YU
第十章 双口网络
10-1 双口网络的概念及其网络方程 10-2 双口网络的参数 10-3 双口网络的等效电路 10-4 有载双口网络的转移函数
§10-1 双口网络的概念及其网络方程
一、双口网络的概念
1．单端口网络 特点： i i'
i
i'
L
2．双口网络(也称二端口网络)与四端网络
1) 四端网络：四个端钮，一个输入口、一个输出口。
Y11U1 Y12U 2 Y21U1 Y22U 2
3)
H参数方程：
UI21
H11I1 H 21I1
H12U H 22U
2 2
Y参数 H参数
4) G参数方程：
UI1
G11U1 G12I2 2 G21U1 G22I2
2．双口网络方程：变量为端口电压和电流
U1、I1、U 2、I2
正弦稳态时，可以用六组方程表征二端口网络端口 变量的关系，即：
1) Z参数方程：
U1 Z11I1 Z12I2 U 2 Z21I1 Z22I2
系数： Z参数
2) Y参数方程：
I1 I2
们都是在一个端口短路的情况下计算或测试得到，也 称其为短路导纳参数。
第10章 二端口网络
求 R1 , R2 , R3 , r
I1
+ rI2 _ I1
R1
R3 I2
I2
U1
R2
U2
图10.9 例10.6图
解 应用回路电流法，有
U 1 = ( R1 + R2 ) I 1 + rI 2 + R2 I 2 = ( R1 + R2 ) I 1 + (r + R2 ) I 2
U 2 = R2 I 1 + ( R2 + R3 ) I 2
而
Z11 Z = Z 21
Z12 Z 22
其中 Z11 , Z12 , Z 21 , Z 22 称为二端口网络的Z参数，它们具有阻抗的量纲。
Z 当二端口网络不含受控源时， 12 = Z 21 ； Z 当二端口网络含有受控源时， 12 ≠ Z 21 。
例10.2
线性无源二端口网络如图10.3所示，已知 R1 = 10Ω, R2 = 20Ω, R3 = 5Ω, r = 4Ω ，试求该二端口网络的Z参数。
所以有
u1 = nu 2 − 0 1 i1 = 0 − i2 n
，
所以
n T = 0
0 1 n
（4）混合（H）参数和方程, 用相量表示，则为
U 1 = H 11 I 1 + H 12 U 2 I 2 = H 21 I 1 + H 22 U 2
用矩阵表示，则为
. . .
.
.
.
. H U. 1 = 11 I H 21 2Fra bibliotekU1I1
U2
图10.7 T形二端口
U 1 = ( Z1 + Z 2 ) I 1 + Z 2 I 2
二端口网络实验报告
二端口网络实验报告二端口网络实验报告引言：网络技术的不断发展和普及，使得人们的生活和工作方式发生了翻天覆地的变化。
作为网络的基础，二端口网络在各个领域中起着至关重要的作用。
本报告旨在通过对二端口网络的实验研究，深入了解其原理和应用。
一、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建二端口网络，探究其工作原理和性能表现。
具体目标如下：1.了解二端口网络的基本概念和特点；2.掌握二端口网络的搭建和配置方法；3.研究二端口网络的传输性能和稳定性。
二、实验原理1.二端口网络的定义二端口网络是指具有两个输入端口和两个输出端口的网络系统。
它可以用来连接不同的设备和主机，实现数据的传输和通信。
2.二端口网络的结构二端口网络由两个端口和中间的网络设备组成。
其中，端口可以是计算机、路由器、交换机等，而网络设备则负责将数据从一个端口传输到另一个端口。
3.二端口网络的工作原理当数据从一个端口输入到网络中时，网络设备会根据设定的规则和路由表，将数据传输到目标端口。
这个过程中，网络设备会根据网络拓扑和传输协议，进行数据的分组、转发和路由选择。
三、实验步骤1.准备工作在进行实验之前，需要准备好所需的硬件设备和软件工具。
硬件设备包括计算机、路由器、交换机等，而软件工具则包括网络配置软件和数据传输工具。
2.搭建二端口网络首先，将计算机、路由器和交换机等设备连接起来，形成一个网络拓扑结构。
然后，通过网络配置软件对设备进行配置，设置IP地址、子网掩码和默认网关等参数。
3.测试网络传输性能使用数据传输工具，对二端口网络进行性能测试。
可以通过发送大文件、测量传输速度和延迟等指标，评估网络的传输性能和稳定性。
四、实验结果与分析通过实验，我们得到了以下结果：1.二端口网络可以实现不同设备之间的数据传输和通信，具有较高的灵活性和可扩展性；2.网络的传输性能和稳定性受到多种因素的影响，包括网络拓扑、设备配置和传输协议等；3.合理配置和管理二端口网络，可以提高网络的传输效率和安全性。
《电路》-第10章 二端口网络-52页精选文档
U CC
RB1 RC
C2
C1
T
ui
RB 2
RE
CE
uo
放大器
返回
电路分析基础
第10章 二端口网络
四端网络N，每个端子的电流参考方向如图。根据 KCL有，i1+i1’+i2+i2’= 0
① i1
N i1 ' ①'
② i2
i2 ' ②'
二端口的两个端口间若有外部连接，则会破坏原二 端口的端口条件
返回
电路分析基础
“二端口”口电流的限制完全是实际应用的需要，因为 “二端口”通常是作为中间网络出现在实际应用电路之 中。其入口与输出网络相连，而出口则与负载网络相接。 在这样连接的情况下，端口电流是满足限制的。
返回
电路分析基础
第10章 二端口网络
“二端口”与“网络”的区别
所谓网络，是指网络元件的相互连接，已知网络的 拓扑结构，元件参数，求解网络，即求出网络中任意支 路的电流或电压。
电路分析基础
10.1 概述 10.2 阻抗参数和导纳参数 10.3 传输参数和混合参数 10.4 二端口网络的等效电路 10.5 二端口网络的连接
电路分析基础
10.1 概述
第10章 二端口网络
在实际工程中，研究信号及能量的传输和信号变换时， 经常会遇到如下形式的电路，即
滤波器
传输线
传输线
返回
电路分析基础
返回
电路分析基础
第10章 二端口网络
分析方法 ① 分析前提：讨论初始条件为零的线性无源二端口网络；
② 找出两个端口的电压、电流关系的独立网络方程，这些 方程通过一些参数来表示。
二端口网络
11-1 二端口网络 11-2 二端口网络的方程与参数 11-3 二端口网络的等效电路 11-5 二端口网络的连接
11-1 二端口网络
具有多个端子与外电路连接的网络 （或元件），称为多端网络（或多端元 件）。在这些端子中，若在任一时刻， 从某一端子流入的电流等于从另一端子 流出的电流，这样一对端子，称为一个 端口。二端网络的两个端子就满足上述 端口条件，故称二端网络为单口网络。 假若四端网络的两对端子分别均满足端 口条件，称这类四端网络为二端口网络 ，也称双口网络。
图11-1单口网络与双口网络
通常，只讨论不含独立电源、初始储能 为零的线性二端口网络，现分别介绍它 们的表达式。
本章仅讨论实际应用较多的四种参数： Z参数、Y参数、H参数和A参数。
并注意与第九章9-1(次级不是开路就是 短路)的不同。
11-2 二端口网络的方程与参数
11-2-1 Z参数
若将二端口网络的端口电流作为自变量，则
,
AD
BC
Y11Y22 Y221
Y
1
可见，无源二端口网络只有三个参数是独
立的。
3.对于既无源又对称的二端口网络，由 于输入端口和输出端口的阻抗或导纳相 等，故四个参数中只有两个是独立的。
下面举例说明已知双口网络，求双口网络 参数的方法：
1.直接应用定义来做；
例：试求下图所示二端口网络的Z参数。
。
3 8
U 1
1 12
U
2
I1
1 8
U 1
1 4
U
2
I2
3
Y
81 81 12Fra bibliotek1 4
这就是Y参数的方程和Y参数矩阵。如
电路分析第十章-二端口网络
双口网络参数间的相互换算
一般情况下，一个双口网络可以用以上四种参数中 的任何一种进行描述 （只要它的各组参数有意义），这 四种参数之间可以相互转换
Y参数方程
I1
I2
= =
Y11U1 Y21U1
+ Y12U 2 + Y22U 2
Z参数方程
U1 = Z11I1 + Z12I2 U 2 = Z21I1 + Z22I2
Y参数与Z参数的关系
I1 I2
=
[Y
]
UU12
UU12
=
[Z
]
II12
I1 I2
=
[Y
][Z
]
I1 I2
∴[Y][Z]=[E] [Y]=[Z]-1 [Z]=[Y]-1
例10.2-4: 求图(a) 所示电路的Z参数矩阵和Y参数矩阵。 .
3U3
.
1 I1
2Ω
+. U1
. 1 I1 Z1 +. U1 -
Z3
. I2 2
Z2
- +.
(Z21-Z12)I1
+. U2
-
1‘
2‘
图(b) 含受控源的T形等效电路
Z2 Z1
= Z12 = Z11 −
Z12
Z3 = Z 22 − Z12
U1 = Z11I1 + Z12I2 = Z11I1 + Z21I2 + (Z12 − Z21)I2 U 2 = Z21I1 + Z22 I2
1Ω
+ .2I1 2Ω
+. U3
. I2 2
+. U2
1‘
解：由Z参数方程：
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2
U 1Z 1I1 1Z 1I 2 2 U 2Z 2I 11Z 2I 22
U 1 Z 12 I2 1'
Z 21 I1
U2
2'
U 2 (Z U 2 1 1 Z ( 1 Z ) 1 I 2 1 1 Z ( 1 Z ) 2 I 2 1 2 Z Z 1 1 )I ( 2 I 2 2 1 Z I 1 2 ) (I 2 1 I 2 )
Yj(Cj111L) L
R 1j(j C1L2 1L)
Y12Y21 互易网络
根据互易定理证明，由R、L、C、M（含理想变压器）
元件组成的线性无源二端口网络总是互易的。
•
1
I2 2
jL
当U1 U2时,
•
U1
1
j C 1
R
由互易定理 :I1 知I2
1'
Y12Y21
互易网 1 I• 络 1 jL
1
j C 1 R
系决定于网络的本身与外部所接电路 无关。
U1
1'
N
I2
2
U2
2'
一、Z参数方程
已知两端 I 1 I 口 2求的 两电 端流 U 口 1 U 的 2 电
端口电流已知,可用电流源替代,端 口的电压则可看作其响应。
I1 1
2 I2
Z11U I 11 I 20
U 1Z 1I 1 1Z 1I 2 2 U 2Z 2I 1 1Z 2I 22
U1 2U2 I2 2I1 43U2
U1 I 2
0 2
432U I 12
参数方程
参数矩阵
U ZI
IYU
Z
Z11 Z21
Y
Y11 Y21
Z12
Z22
Y12
Y22
UI11 TUI22
T
A C
B D
互易条件
Z12 Z21
Z11Z22 对称条件
Y12 Y21
Y1 1Y2 2
A- D B C 1
1 I1
U1
I2 2
N
U2
U I 11C A D B U I 22T U I 22 1'
2'
T C AD B 称为传输 tra 参 no s数 m np矩 iasrsa阵 im m（ ea） tt
各参数的定义：
A
U1 U2
I2 0
B
U1 I2
U2 0
C
I1 U2
I2 0
D
I1 I2
Z1Z11Z12 Z2Z21Z12 Z3Z22Z21
Z11Z1Z2 Z21Z12Z2 Z22Z2Z3
② 型等效 : 电路
若给定Y参 网数 络， 的则 ” 有型 图最 示简 “电
Y
Y11 Y21
Y12 Y22
(Ya,Yb,Yc)
I 1Y1U 1 1Y1U 2 2
I 2Y2U 1 1Y2U 2 2
1
I2
U1
Zl
U 2
ZZ Zll
Zl Zl
但Y不存在
I1 n : 1 I2
U1 *
* U2
U1 nU2 I1 n1I2
Z、Y参数均不存在
三、T参数方程
已 2 2 ’ 知 端U 2 口 ,( I 2 )求 的 1 1 ’ 端U 1 口 ,I 1 的
U 1A U 2B (I 2) I 1C U 2D (I 2)
P343，表10-1
六、二端口网络参数的互易性（reciprocal）
若网络中只含有R、 L、 C、 M 等线性元件而不含有受控源， 则网络参数就具有如下性质：
Z1 2Z2 1
Y1 2 Y2 1
T A- D B C 1 H1 2H2 1
对称二端口网络除了具有互易性，还有如下性质：
Z1 1Z2 2
Y1 1Y2 2
I2 2
U1
N
U 2
1'
2'
上述参数决定于网络内部元件及其连接方式，它们都 是在一个端口短路的情况下计算或测试得到，也称其 为短路导纳参数(short-circuit admittance parameters)
Y参数方程 矩阵形式
II 12Y Y1211 Y Y1222U U 12
IYU
Y参数的求解： ①按定义求解； ②列写方程求解； Z参数与Y参数的关系：
1'
1 j C 2
2' 2
•
1 j C 2
U2
2'
例4、求Y参数 。 解：
•
1 I1
•
U1
1'
jL
1
j C 1 R
•
I2 2
1 j C 2
•
U
•
2
gm U 1
2'
I 1(j1LjC1)U 1j1LU 2
I 2gmU 1j1LU 1(R 1jC2j1L)U 2
I 2j 1 L U 1(R 1j C 2j 1 L )U 2gm U 1
*
jL1
jM
*
jL2
I2
2
U2
2'
U 2j M I 1j L 2 I 2
ZjjM L1
jM jL2
Z12Z21 互易网络
二、Y参数方程
已知两端 U 1口 ,U 2,求 的两 电端 压 I 1,I 2口 . 的
1 I1
I2 2
Y11U I II 111 2U 2Y Y 0 1 2 U U 1 1 电 1 1 Y Y 流 2 1U U 2 2 2 与 2 电U压 1 的 1 ' 比N值， 2H 1 2 2 H 1 H 2 2 1 1
例5、 求T、H参数 。
解U ： 12 U 2
•
I1 I 2 :1 I2
U1
*
3Ω
* U2
I I 1U 31 1 2I 2 I 1U 3 11 2I 22 U 3 21 2I 2
U1 I 1
2 2
3
102U I 22
3
U1
2 2
1'
5
Y
6 5
3
1 3
5
S
6
I2 2
U2 2U 1
2'
U 1 0 .5 U 2 0 .6 I2 I1 0 .7U 5 2 0 .5 I2
T0.07.5S5
0.6 0.5
第二节 二端口网络的等效电路及联接
一、二端口网络的等效
若两个二端口网络有相同的外特性即相同的方程和参数， 则这两个网络是等效的。
（1）互易性网络的等效
对于互易网络，其外特性由三个独立参数所决定，其最简等效 电路有两种形式：
① T型等效:电 若路 给定网 Z参 络数 的，
则有图T 示 ”“ 型最简电路1
Z
Z11 Z21
Z12 Z22
(Z1,Z2,Z3)
I1 Z 1
U1
Z2
U 1Z 1I1 1Z 1I 2 2
1'
U 2Z 2I 11Z 2I 22
∴若给定Z参数， 则用一个互易的T型网 络和一个电流控制电压 源的组合来等效。
1 I1 Z11Z12
U1
Z 12
1'
Z22Z12- + I2 2 (Z21Z12)I 1 U2
2'
②若给定Y参数，则由方程： 1 I1
I2 2
I 1Y1U 1 1Y1U 2 2 I 2Y2U 1 1Y2U 2 2
U1 Y11
U 2
称为输入导纳 导或 纳 (dr驱 ivi动 pnog点 inatdmit)tance
Y22 UI 22 U10 电流与电压的比值， 称为22’端口的驱动点;导纳
Y12U I 12U 10 转移(t导 ran纳 safdem r i)t;tan
Y21U I 21 U20
转移导纳。
1 I1
I1 U1
1'
Yb Ya
2
I2
Y c U2
2'
I I 2 1 Y Y cU aU 2 1 Y Y b b ((U U 1 1 U U 2 2 )) (Y Y a bU 1 Y b)(U Y b 1 Y Y b cU ) U 22
Ya Y11Y12 YbY12Y21 Yc Y22Y12
YZ1或 ZY1
两参数不一定同时存在
例3、求Y参数 。
解：应用短路试验法
Y11U I 11 U20
Y12
I1 U2
U10
•
1 I1
jL
•
U1
1
j C 1 R
1'
应用节点法，列出Y参数方程，求得Y参数。
•
I2 2
•
1 U2 j C 2
2'
I 1 (j1LjC1)U1j1LU2
I 2 j1LU1(R 1jC2 j1L)U2
N U 1
U2
1'
2'
称1 为 1’ 端口的输入 点阻 阻 (dr抗 抗 ivp i或 nogii驱 nmt p 动 e)d
Z22U I 22 I 10
称为 22’ 端口的输入阻 点抗 阻; 或 抗
Z12U I 21 I 10 转移(t阻 ran抗 sim fepre)d; anc
Z21 UI 12 I20
Y11Ya Yb Y21Y12Yb Y22Yc Yb
Z 参 数 Y 参数T 型 电 Π 型 路 电
（2）非互易网络的等效 对于含有受控源的二端口网络一般不具有互易性，其四个
参数是独立的，其等效电路形式较多，一般用一个互易网
络和一个受控源来表示：