电路二端口网络
电路 第十六章 二端口网络
第十六章 二端口网络16.1 基本概念16.1.1 二端口网络的端口条件和端口变量1. 端口条件：在端口网络的任意端口上，由一端流入的电流必须等于由另一端流出的电流，这叫做双口网络的端口条件； 2. 端口变量：包括两个端口电压21u u ，和两个端口电流21i i ，。
16.1.2 二端口网络的方程和参数二端口网络的对外电气性能可以用一些参数表示。
即以这些参数组成的方程对外电路表示二端口网络的电气性能。
在分析二端口的参数时，按正弦稳态情况考虑。
本章讨论的二端口是由线性电阻、电感、电容和线性受控源组成，不含任何独立电源。
如图16-1所示为一线性二端口。
11'22'116-图1. Y 参数方程用21U U ∙∙，表示21I I ∙∙，（1） 方程⎪⎩⎪⎨⎧+=+=∙∙∙∙∙∙22212122121111U Y U Y I U Y U Y I （2） 参数的物理意义。
分别把入口和出口短路出口的驱动点导纳导纳入口与出口之间的转移导纳出口与入口之间的转移入口的驱动点导纳----=----=----=----==∙∙=∙∙=∙∙=∙∙∙∙∙∙22220211201221011111122U U U U U I Y U I Y U I Y U I Y由于以上参数是在入口和出口分别短路情况下的参数，所以称为短路参数。
对于线性无源网络（指即不包含独立电源，也不包含受控源），2111Y Y =，只有三个独立参数，又称互易双口；当2211Y Y =时，称为对称双口，只有两个独立参数。
2. Z 参数方程用∙∙21I I ，表示∙∙21U U ， （1）⎪⎩⎪⎨⎧+=+=∙∙∙∙∙∙22212122121111I Z I Z U I Z I Z U （2）参数的物理意义。
分别把入口和出口开路，出口驱动点阻抗入口对出口的转移阻抗出口对入口的转移阻抗入口驱动点阻抗----=----=----=----==∙∙=∙∙=∙∙=∙∙∙∙∙∙22220211201221011111122I I I I I U Z I U Z I U Z I U Z对于互易双口，2112Z Z = ，只有三个独立参数； 对于对称双口，1211Z Z =，只有两个独立参数。
电路--二端网络
第12章 二端口网络通过引出一对端钮与外电路连接的网络常称为二端网络，通常分为两类即无源二端网络和有源二端网络。
二端网络中电流从一个端钮流入，从另一个端钮流出，这样一对端钮形成了网络的一个端口，故二端网络也称为一端口网络。
如图'i i =。
在正弦稳态电路中，....U Z II Y U ==可见端口的两个物理量仅需一个参数去联系。
§12－1 二端口网络如图所示的四端网络，如果满足11'I I =，22'I I =，则称该网络为二端口网络。
其中11′ 端口称为输入端口，22′ 端口称为输出端口。
在输入端口处加上激励，在输出端口处产生响应。
对于线性无源的二端口网络，端口共有四个物理量, 要研究端口的电压和电流之间的关系，任选其中两个为自变量，则另外两个就为因变量。
11111222211222()()()()()()f t W x t W x t f t W x t W x t =+=+可见两个端口上的四个物理量需四个参数去联系。
根据不同的组合方式，就有六种不同的二端口参数方程，这里只介绍常用的四种参数。
可逆二端口网络：满足互易定理的二端口网络。
对称二端口网络：如果将二端口网络的输入端口(端口11′)与输出端口(端口22′)对调后，其各端口电流、电压关系均不改变，这种二端口网络称为对称二端口网络，这种网络从联接结构看也是对称的。
+ _ u+ _ .2U + _ .1U 1§12－2 二端口网络方程和参数注意：讨论二端网络的网络方程式，其端口上电压、电流的参考方向必须向内关联。
一、Y 参数方程和短路导纳矩阵取..12,U U 作自变量，..12,I I 作因变量...1111222...2211222I Y U Y U I Y U Y U =+=+..111112..212222Y Y UI Y Y U I ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦记为 =..I Y U11122122Y Y Y Y Y ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦其中.111.1.2|U I Y U ==.221.1.2|U I Y U ==.112.2.1|U I Y U ==.222.2.1|U I Y U ==可见，Y 参数又叫短路导纳参数。
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。
电路分析章二端口网络
电路分析章二端口网络二端口网络是指有两个端口的电路网络。
在电路分析中，我们常常会遇到这样的问题：给定一个二端口网络，需要找到其参数，通过这些参数来描述该网络的特性。
二端口网络的参数分为两类：传输参数和散射参数。
传输参数是描述网络的输入与输出之间的关系的参数。
我们可以使用电压传输参数和电流传输参数来描述二端口网络。
电压传输参数使用开路传输参数和短路传输参数来描述。
开路传输参数是指当输入端口短路时，输出端口的电压与输入电压的比值。
短路传输参数是指当输入端口开路时，输出端口的电压与输入电压的比值。
电流传输参数使用开路传输参数和短路传输参数来描述。
开路传输参数是指当输出端口短路时，输入端口的电流与输出电流的比值。
短路传输参数是指当输出端口开路时，输入端口的电流与输出电流的比值。
散射参数是描述网络的内部反射和传输特性的参数。
散射参数包括前向散射参数和反向散射参数。
前向散射参数是指从输入端口注入的信号在网络内部发生反射后到达输出端口的比例。
反向散射参数是指从输出端口反射回到输入端口的比例。
为了求解二端口网络的参数，我们可以采用回路分析、矩阵法等方法。
回路分析方法是指通过对网络进行回路等效变换和叠加原理，将复杂的网络转换为简单的网络，然后再求解。
矩阵法是一种基于矩阵运算的方法，通过将电路网路转换为矩阵形式，然后利用矩阵的运算性质进行计算。
矩阵法可以直接求解网络的传输参数和散射参数。
除了传输参数和散射参数，我们还可以使用频率响应和零极点分析来描述二端口网络的特性。
频率响应是指输入信号的频率对输出信号的影响。
零极点分析是指通过求解网络的特征方程，找到网络的零点和极点，从而了解网络的稳定性和频率响应。
总之，在电路分析中，对于二端口网络，我们需要求解其传输参数和散射参数，并通过频率响应和零极点分析来描述其特性。
通过这些方法，我们可以更好地理解和分析二端口网络的工作原理和性能。
电路11-12章二端口网络
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
+－u1i1
ZA ZC
ZB
i2
+
－u2
列网孔方程
U1 Z AI1 ZC (I1 I2 ) (Z A ZC )I1 ZC I2 U 2 ZB I2 ZC (I1 I2 ) ZC I1 (ZB ZC )I2
得Z参数为：
Z
ZA ZC
ZC
ZC ZB ZC
如果需求Y参数，由表11-1,或转变自 变量的方法，得
11-5 二端口网络的联接
对于一个复杂的二端口网络来说，可以把它 看成是若干相对简单的二端口网络按某种方 式联接而成，二端口网络可以按多种不同的 方式相互联接。其主要联接方式有：级联、 串联、并联；还有串、并联等。
1.两个二端口网络N1和N2级联；设相应的A 参数分别为：
A'
A' C'
B' D'
U
2
Z21 Z22
可以看出，1.参数转换是有条件的，即
Z 0
2.并不是所有二端口网络六种参数都存在
。当 ZA ZB 0
+－u1i1
Z
时，
i2
+
－u2
Z Z
Z Z
Z
Z 0 它无Y参数
对偶地，
+－u1i1
电路基础原理二端口网络的特性与参数分析
电路基础原理二端口网络的特性与参数分析在电路领域中，二端口网络是一个非常重要的概念。
二端口网络是指具有两个输入端口和两个输出端口的电路系统。
它可以用于各种电子设备和通信系统中，包括滤波器、放大器和传输线等。
二端口网络的特性可以通过参数来描述。
这些参数包括传输参数、散射参数、喉参数和混合参数。
传输参数描述了输入和输出之间的关系，散射参数描述了输入和输出之间的散射特性，喉参数描述了输入和输出之间的传输特性，混合参数描述了输入和输出之间的相互作用。
传输参数是描述输入和输出之间关系的一类参数。
它们包括传输增益、电压传输、电流传输和功率传输等。
传输增益是指输出电压与输入电压之间的比例关系，电压传输是指输入电压与输出电流之间的比例关系，电流传输是指输入电流与输出电压之间的比例关系，功率传输是指输入功率与输出功率之间的比例关系。
散射参数是描述输入和输出之间散射特性的一类参数。
它们包括散射系数、反射系数和传输系数等。
散射系数是指从输入端口到输出端口的散射功率与输入功率之间的比例关系，反射系数是指从输出端口返回到输入端口的反射功率与输入功率之间的比例关系，传输系数是指从输入端口到输出端口的传输功率与输入功率之间的比例关系。
喉参数是描述输入和输出之间传输特性的一类参数。
它们包括输入阻抗、输出阻抗、输入导纳和输出导纳等。
输入阻抗是指输入端口的阻抗与输入电压和输入电流之间的关系，输出阻抗是指输出端口的阻抗与输出电压和输出电流之间的关系，输入导纳是指输入端口的导纳与输入电压和输入电流之间的关系，输出导纳是指输出端口的导纳与输出电压和输出电流之间的关系。
混合参数是描述输入和输出之间相互作用的一类参数。
它们包括互阻、互导和互传等。
互阻是指输入电流与输出电压之间的关系，互导是指输入电压与输出电流之间的关系，互传是指输入功率与输出功率之间的关系。
通过对二端口网络的特性和参数进行分析，可以更好地了解电路的传输、散射、传输和相互作用特性。
电路基础分析课件15二端口网络
二端口网络用于电路设计和分析，如 负反馈电路、差分放大器等。
在电力电子中的应用
电力转换和控制
在电力电子中，二端口网络用于电力转换和控制，如逆变器、整流器等。
电机控制和驱动
二端口网络用于Hale Waihona Puke 机控制和驱动，如变频器、伺服控制器等。
THANKS
感谢观看
04
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二端口网络的网络分析
散射参数
定义
散射参数（Scattering Parameters）也称为S参数，用 于描述二端口网络输入端口和输 出端口之间的信号散射关系。
描述内容
S参数描述了当一个端口接收到 信号时，另一个端口如何响应，
包括幅度和相位信息。
重要性
S参数是二端口网络分析的重要 工具，广泛应用于微波、通信、
电路基础分析课件15二 端口网络
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目 录
• 二端口网络概述 • 二端口网络的等效电路 • 二端口网络的连接 • 二端口网络的网络分析 • 二端口网络的应用
01
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二端口网络概述
定义与分类
定义
二端口网络是指具有两个端口的电路网络，通常由电阻、电容、电感等元件组 成。
级联连接
总结词
两个二端口网络在电路中以级联的方式连接，它们共享输入和输出端，形成一个更复杂的网络结构。
详细描述
在级联连接中，一个二端口的输出端连接到另一个二端口的输入端，形成一个连续的电路路径。这种 连接方式可以构建更复杂的电路结构，实现更丰富的功能。级联连接时需要注意信号的匹配和阻抗的 连续性，以避免信号失真和反射。
在并联连接中，两个二端口的输入端和输出端分别相连，共享相同的电压源。每 个二端口网络独立处理电流，不受其他网络影响。这种连接方式常用于需要增加 元件数量或提高系统容错能力的电路中。
《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。
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i2
+
u2 – i2
+
i1
u1 –
i1
线性RLCM 受控源
i2
+
u2 – i2
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。
i1 u1 i2 u2
u1 u2 i1 i2
u1 i1 i2 u2
1. Y 参数和方程
•
（1）Y参数方程
I1
15.1 二端口概述
在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时， 经常碰到如下形式的电路。
A
放大器
R
C
C
滤波器
三极管 n:1
传输线
变压器
1. 端口 (port)
i1 +
u1 i1
N
端口由一对端钮构成，且满足 如下端口条件：从一个端钮流 入的电流等于从另一个端钮流 出的电流。
2. 二端口（two-port)
U1 Za I1 Zb ( I1 I2 ) ( Za Zb )I1 Zb I2 U2 Zc I2 Zb ( I1 I2 ) Zb I1 ( Zb Zc )I2
•
I1
+
•
U1
•
I2
+
N
•
U2
将两个端口各施加一电流源，则端口电压可视为这 些电流源的叠加作用产生。
即：UU12
Z11I1 Z21I1
Z12 I2 Z 22 I2
Z 参数方程
也可由Y 参数方程
I1 I2
Y11U1 Y21U1
Y12U2 Y22U2
解出U1,U2 .
即：
U1
Y22
I1
解
+
•
•
U1 0U1
Yb
Ya
Yc
•
I2
+
U 0 U• • 2
2
Y11
I1 U1
U2 0
Ya
Yb
Y21
I2 U1
U2 0
Yb
Y12
I1 U2
U1 0
Yb
Y22
I2 U2
U2 0
Yb Yc
例2 求Y 参数。 解 直接列方程求解
•
I1
)
•
I2
+
•
U2
I1
U1 R
U1 U2
Y22
Y参数值由内部参数及连接关系决定。
Y 参数矩阵.
（2） Y参数的物理意义及计算和测定
Y11
I1 U1
U2 0
自导纳
Y21
I2 U1
U2 0
转移导纳
•
I1
+
•
U1
N
•
I2
Y12
I1 U2
U1 0
转移导纳
Y22
I2 U2
U1 0
自导纳
•
I1
N
Y → 短路导纳参数
•
I2
+ • U2
例1 求Y 参数。 • I1
j L
(1 R
1
j L)U1
1
j L U2
I2
gU1
U2 U1
jL
(g
1
jL
)U1
1
jL
U2
[Y
]
1 R g
1
jL
1
jL
1
jL
1
jL
g0 1
Y12 Y21 jL
（3） 互易二端口(满足互易定理)
Y12
I1 U2
U1 0
当 U1 U2时,
Y21
I2 U1
U2 0
I1 I2
Y12
I2
Z11I1
Z12 I2
U2
Y21
I1
Y11
I2
Z21I1
Z 22 I2
得到Z 参数方程。其中 =Y11Y22 –Y12Y21
其矩阵形式为
UU12
Z11 Z21
Z12 Z22
II12
Z
II12
[Z
]
Z11
Z
21
Z12
Z
22
Z 参数矩阵 Z Y 1
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
i2 +
N
i2 u2
二端口网络与四端网络的关系
i1 +
u1 i1
i2 +
N
i2 u2
二端口
i2
i1
i3
N
四端网络
i4
3. 研究二端口网络的意义
（1）两端口应用很广，其分析方法易推广应用于n端口网络； （2）大网络可以分割成许多子网络（两端口）进行分析； （3）仅研究端口特性时，可以用二端口网络的电路模型进
+
•
U1
N
•
I2
+ • U2
采用相量形式(正弦稳态)。将两个端口各施加一电压 源，则端口电流可视为这些电压源的叠加作用产生。
即：
I1 I2
Y11U1 Y21U1
Y12U2 Y22U2
Y 参数方程
写成矩阵形式为：
II12
Y11 Y21
Y12 Y22
UU12
[Y
]
Y11 Y21
Y12
Y Z 1 不存在
U1 nU2 I1 I2 / n)
Y Z 均不存在
例1 求Z参数 解法1
•
I1
+
•
U1
Za Zb
•
Zc I 2
+
•
U2
Z11
U1 I1
I2 0
Za Zb
Z21
U2 I1
Z I2 0
b
解法2 列KVL方程：
Z12
U1 I2
I1 0
Zb
Z22
U2 I2
I1 0 Zb Zc
（2） Z 参数的物理意义及计算和测定
Z11
U1 I1
I2 0
Z21
U2 I1
I2 0
Z12
U1 I2
I1 0
Z22
U2 I2
I1 0
入端阻抗 转移阻抗 转移阻抗 入端阻抗
•
I1
+
•
U1
•
I2
+
N
•
U2
Z参数又称开路阻抗参数
（3） 互易性和对称性
互易二端口满足:
Z12 Z21
对称二端口满足:
Z11 Z22 Z12 Z21
例
求Y 参数。
•
I1
解
+
U 0 •
•
1
U1
3 3
6 5
为互易对称 两端口
•
I2
+
••
U 2U 2 0
Y11
I1 U1
U2 0
1 3 // 6 3
0.2S
Y21
I2 U1
U2 0
0.0667S
Y22
I1 U2
U1 0
0.2S
Y22
I2 U2
U2 0
0.0667S
2. Z 参数和方程
（1）Z 参数方程
Y12 Y21
上例中有 Y12 Y21 Yb
互易二端口四个参数中只有三个是独立的。
（4） 对称二端口 电路结构左右对称的一般为对称二端口。
对称二端口 除 Y12 Y21外, 还满足Y11 Y22,
上例中，Ya=Yc=Y 时， Y11=Y22=Y+ Yb
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。结构不 对称的二端口，其电气特性可能是对称的，这样的二端 口也是对称二端口。
注 并非所有的二端口均有Z,Y 参数。
•
I1
+
•
Z I2
+
I1
I2
U1
U2 Z
•
U1
•
U2
1 [Y ] Z1
1 Z 1
Z Z
Z Y 1 不存在
•
I1
+
•
U1
•
I2
+
•
Z
U2
•
I 1 n:1
+
•
U1
•
I2
+
•
U2
U1 U2 Z( I1 I2 )
Z Z
[Z ] Z
Z
行研究。 4. 分析方法
（1）分析前提：讨论初始条件为零的无源二端口网络； （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。
15.2 二端口的参数和方程
约定 1. 讨论范围
线性 R、L、C、M与线性受控源
不含独立源
2. 参考方向如图
+
i1
u1 –
i1
线性RLCM 受控源