电气工程电路笔记教案 (16)二端口网络
电路教案第16章 二端口网络
本章重点：1. 两端口的参数和方程2. 两端口的等效电路3. 两端口的转移函数16.1 二端口网络在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时，经常碰到如下两端口电路——三极管、传输线、变压器、放大器、滤波器，如图。
1. 端口（前面已介绍概念的复习）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●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。
（如上图例）注意强调：二端口网络与四端网络的关系——都为四个引脚，但两端口网络每两个引出端表现为成对特性，电流方向相反、大小相等；四端网络则四个引出端的电流可以是完全不同的，无论大小还是方向。
●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。
如上图放大器，最外端的四个端口构成一个二端口网络，而内部部分的四个引脚表现的特性是四端网络。
3. 研究二端口网络的意义●两端口的分析方法易推广应用于n端口网络；●大网络可以分割成许多子网络（两端口）进行分析；●仅研究端口特性时，可以用二端口网络的电路模型进行研究。
4. 分析方法●分析前提：讨论初始条件为零的线性无源二端口网络；●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。
16.2 二端口的方程和参数在本章讨论仅限于如下内容：1. 讨论范围：线性R、L、C、M与线性受控源，不含独立源。
2. 端口电压、电流的参考方向如图。
针对上图，可以看到：⏹ 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（三组）参数描述二端口网络。
2121u u i i ⇔；2211i u i u ⇔；2121u i i u ⇔；1. Y 参数和方程● Y 参数方程（Y → 短路导纳参数） 采用相量形式(正弦稳态)。
将两个端口各施加一电压源，则端口电流可视为电压源单独作用时产生的电流之和。
即：⎪⎩⎪⎨⎧+=+=22212122121111U Y U Y I U Y U Y I写成矩阵形式为：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡212221121121U U Y Y Y Y I I Y 参数矩阵：⎥⎦⎤⎢⎣⎡=22211211Y Y Y Y ][Y 注意：Y 参数值由内部元件参数及连接关系决定。
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。
电路分析之二端口网络
引言第九章_双端口网络§9-1 概述1、二端口网络的定义对于一个四端子的电路网络（如下图所示）2I &1I &最简单的二端口网络：受控源等I§9-2 二端口网络的开路阻抗(Z)矩阵1、Z 参数特性方程U ..无源122、各Z 参数的含义U .U 1.2N源1.U .U 1.2I N源VV3、开路阻抗矩阵或Z 矩阵特性方程还可以写成矩阵形式，有：证明：互易定理的第二种形式：激励电流源与开路端口互换位置，开路端口的响应电压不变。
例1、求图示电路的Z 参数5、例子.I 解：由各参数的定义式求例2、求图示电路的Z 参数.I 解：从特性方程来求§9-3 二端口网络的短路导纳(Y)矩阵电路的性质也可用加1、Y 参数特性方程2、各Y 参数的含义1.2.I I 1.2.I I 3、短路导纳矩阵或Y 矩阵特性方程还可以写成矩阵形式，有：Y a.I 1.I 求图示电路的Y 参数5例：Y a .I Y a例2、如图无源电阻双口网络，已知：1-1’开路时，测得U =0.5V ，U =1V§9-4 二端口网络的传输参数(T)矩阵为便于分析信号的传输情况,常以一个端口的电流、1、T(传输)参数特性方程⎪⎧2、各T 参数的意义3、传输参数矩阵或T 矩阵特性方程还可以写成矩阵形式，有：.例:写出图中T 参数1I &1Z .I 1.I1、Z与Y参数间的转换§9-6 二端口网络不同参数矩阵的互换Z2、其它各参数间的转换§9-7 二端口网络的互易和对称的条件（书§4-7）§9-8 二端口网络的等效模型（书§4-8 ）1I&&1、等效条件：I&&I&I&还可以等效为图(b)所示的T型等效模型当3、Y参数网络的∏型等效模型对一个含有公共端的用Y参数描述的二端口网络，I&&。
电路课件电路16二端口网络
12
16-2 二端口的方程和参数
Z参数计算或试验测量 (2)
同理，1-1’开路，即 5(b) ，由式(16-2)得：
在2-2’加电流源
图16-
• Z12是1-1’开路时1-1’与2-2’间开路转移阻抗，Z22是1-1’ 开路时2-2’开路输入阻抗。
2018年12月24日星期 第十六章 二端口网络
2018年12月24日星期 第十六章 二端口网络
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16-2 二端口的方程和参数
Z参数
设图16-2所示二端口的 和 已知，可用替代 定理把 和 看作是外施电流源的电流。 根据叠加定理， 应等于各个电流源单独 作用时产生的电压之和，即
•式中Z11、Z12、Z21、Z22称Z参数，具有阻抗性质
2018年12月24日星期 第十六章 二端口网络
把1-1’短路，2-2’外施电压 Y12＝-Yb Y22＝Yb+Yc
2018年12月24日星期
则可得：
第十六章 二端口网络
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16-2 二端口的方程和参数
对称的二端口
由该例可见，Y12＝Y21。根据互易定理不难证明，线性 R、L(M)、C元件构成任何无源二端口，Y12＝Y21总成 立。对任何一个无源线性二端口，只要3个独立参数足 以表征性能。 如二端口Y参数，除Y12＝Y21外，还有Y11＝Y22，则1-1’ 和 2-2’互换位置后与外电路连接，外部特性不会变化。 即这种二端口从任一端口看进去，电气特性一样，称 电气上对称，简称对称二端口。结构上对称的二端口 一定对称。 例16-1Π型电路，如Ya＝Yc，结构上就对称，有Y11＝ Y22。但电气上对称并不一定意味着结构上对称。显然， 对称二端口Y参数，只有2个独立。
第16章 二端口网络ppt课件
–
1 Z 1 Z
Z1 1
Z2 1
1 Z
1
2 2
2 2
1
Y=
Z1+Z 21
Z1+Z
2
1 Z1+Z 21 Z1+Z
2
不存在Y参数
例3：
I1 1
8
U1
1
I1 8 1 U1
2
1
+ –
求二端口网络的Y参数
5 I2 方法一：根据参数的定义
2
2
解：① 将2—2 端
2I1
U2
短路 可以看出：2 、5 电阻
2
上无电流；受控电流源两 端无电压。
2、一般情况下，线性、无独立源的二端口网络 的独立参数有四个。但对互易的二端口网络，仅有三 个独立参数，对称的二端口网络，仅有两个独立参数。
3、选用二端口网络何种参数要看实际需要。并非 任何线性、无独立源二端口网络都能任选各种参数进 行分析，如理想变压器就没有Z参数和Y参数。
六、Z、Y、T、H参数之间的相互转换
= –Yb
U1 U2=0
= U2 U1=0
I2
Y21
= –Yb
= U1 U2=0
I2 Y22
=Yb+Y
= U2 U1=c0
Ya+Yb –Yb Y=
–Yb Yb+Y
c
网络中不含受控源时，Y12=Y21 只有三个独立参数。网络对称时 Y11=Y22，只有两个独立参数。
例2：
1 1
Z
2 2
Y
=
1
Z
–
1 Z
5
I2
Y11= I1 U1
=
U2=0
电路原理二端口网络.ppt
2 0
Y Y 12 21
上例中有
Y Y Y 12 21 b
注意 互易二端口四个参数中只有三个是独立的。
Y Y Y a b b Y Y Y Y b b c
若 Ya=Yc 有 Y12=Y21 ，又Y11=Y22 （电气对称），称为对称二端口。 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。
I Y U 1 11 Y 12 1 Y I U 21 Y 22 2 2
若网络内部无受控源(满足互易定理) ，则阻抗矩阵Z对称 12= 21 Y12= Y21 互易二端口网络四个参数中只有三个是独立的。
+ u1 -
Y U I U 2 21 1 Y 22 2
矩阵 形式
I Y U 1 11 Y 12 1 Y Y I U 2 2 21 22
Y Y 11 21 Y Y 1 2 Y 2 2
解得
矩阵 形式
令
I Y U 1 11 Y 12 1 Y I U 21 Y 22 2 2
Y Y 11 21 Y Y 1 2 Y 2 2
称为Y 参数矩阵.
例1. 求Y 参数。
I1
Yb
I
Yc
2
+ U 1
i1 i2
§2 二端口的参数和方程 + u1 i1 i2 + u2 端口物理量4个
i1
i2 u1 u2
电路教案第16章二端口网络
电路教案第16章二端口网络教学目标：1.了解二端口电路的基本概念和特性。
2.掌握二端口网络的矩阵描述方法。
3.掌握二端口网络的参数化描述方法。
教学准备：教材、讲义、黑板、白板、投影仪、计算机、实验装置等。
教学过程：一、引入（10分钟）1.教师通过提问的方式，引导学生回顾一端口电路的内容。
2.通过引入实际生活中的例子，如声学系统、通信系统等，引导学生了解二端口电路的概念。
二、理论讲解（40分钟）1.二端口电路的基本概念和特性：a.什么是二端口电路？b.二端口电路的输入端口和输出端口。
c.二端口电路的参数：传输参数、散射参数、互阻参数和互导参数。
d.二端口电路的特性：传输特性、散射特性。
2.二端口网络的矩阵描述方法：a.传输矩阵（ABCD参数）的定义和计算方法。
b.传输矩阵的特性和应用。
3.二端口网络的参数化描述方法：a.K参数的定义和计算方法。
b.K参数的特性和应用。
三、实例分析（30分钟）1.教师通过实例分析的方式，讲解如何使用传输矩阵和K参数对二端口网络进行分析和设计。
2.学生根据所学知识，结合实例进行讨论，加深对二端口电路的理解和应用能力。
四、实践操作（30分钟）1.学生根据教师的指导，使用实验装置进行实验操作。
2.学生通过实验，掌握使用传输矩阵和K参数对二端口电路进行测量和分析的方法和技巧。
五、小结（10分钟）1.回顾本节课的学习内容和重点。
2.强调二端口电路的重要性和应用领域。
3.鼓励学生在日常学习中多进行实践操作，提高实际应用能力。
教学反思：本节课通过引入实际例子，结合理论讲解和实例分析，使学生对二端口电路有了更深入的了解。
通过实践操作，让学生掌握了使用传输矩阵和K参数对二端口电路进行测量和分析的方法和技巧。
但由于时间限制，实践操作可能不够充分，需要在后续的教学中加强实践环节。
第16章二端口网络(电路 第五版)讲解
• 对于对称二端口有A=D。
19
举例：求P438习题16-3图(c)
的T 参数矩阵。
解：由图得：
.
.
.
U.1=jwL1I.1+jwM I.2
U2=jwM I1+jwL2 I2
所以：
. I1=
1
jwM
. U2
+
L2 M
. (- I2 )
T=
. I1 1 .+ U1 Nhomakorabea1 1'
.
M
I2 2
+.
结束
L2 U2
-
2'
L1 M
jwL1L2
M
-jwM
1
L2
jwM
M
代入方程1
.
U1= jwL1
1
jwM
. U2 -
L2 M
. I2
.
+jwM I2
• 因AB-CD=1， 故只有3个参 数是独立的。
整. 理 U1=
L1 M
Z22 -Z12 -Z21 Z11
DZ= Z11 Z22 - Z12Z21
14
P423例16-2
. I1 ①
. ② I2
• 解：用电流源替代两
1 +
个端口电流。
.
Yb
. gU1
+
2
结束
.
• 由结点电压法
U1 Ya Yc
U2
.
..
I1 = (.Ya+Yb) U1-Y.bU2.
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CH16 二端口网络本章介绍二端口（网络）及其方程，二端口的Y 、Z 、A 、H 等参数矩阵以及它们之间的相互关系，还介绍转移函数，T 型和Π型等效电路及二端口的连接，最后介绍回转器和负阻抗变换器。
§16-1 二端口网络的基本概念教学目的：学习二端口网络的概念，了解常见的二端口。
教学重点：二端口网络的基本概念。
教学难点：二端口和一端口的区别。
教学方法：课堂讲授。
教学内容：一、二端网络（一端口网络）：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。
二、四端网络（二端口网络）：定义：如图所示，该四端网络如果满足，'11I I =，'22I 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+ _.2U +_.1U1+ _u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。
§16-2 二端口网络的方程及参数 教学目的：二端口网络的方程及其参数。
教学重点：二端口网络的Y 、Z 、A 、H 参数方程。
教学难点：二端口网络Y 、Z 参数方程的求解。
教学方法：课堂讲授。
教学内容：一、Y 参数1．Y 参数方程和短路导纳矩阵如图，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 ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ ，称为 短路导纳矩阵。
记为 =..I Y U11122122Y Y Y Y Y ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦，22211211,,,Y Y Y Y 统称为Y 参数，属于复导纳性质。
2．Y 参数物理意义..（1）.111.1.20|U I Y U ==（2）.221.1.20|U I Y U ==（3）.112.2.10|U I Y U ==（4） .222.2.10|U I Y U ==可见，Y 参数又叫短路导纳参数。
3．结论：可逆二端口满足 1221Y Y = 。
对称二端口满足 1221Y Y = ，1122Y Y =。
[例]：求如图所示二端口的Y 参数。
[解]：（按Y 参数的定义计算）.111.1.221.1.2.2002j4j4||U U I Y sU I Y sU ====+==-..+_.1U .2U...2U .....2U.112.2.222.2.1.100j4sj3s||U U I Y U I Y U ====-==2j4j4s j4j3Y +-⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦2122Y Y =∴满足互易定理二、Z 参数1．Z 参数方程和开路阻抗矩阵....1212,,I I U U 取作自变量，作因变量...1111122...2211222U Z I Z I U Z I Z I =+=+..111112..212222U Z Z I Z Z U I ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦记为 =..U Z I11122122Z Z Z Z Z ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦其中 ..121121..11220..||I I U U Z Z I I ====..212212..22110..||I I U U Z Z I I ====Z 参数又叫开路阻抗参数。
2．结论：可逆二端口满足 1221Z Z = 。
对称二端口满足 1221Z Z = ，1122Z Z = 。
对于给定的二端口网络，有的只有Z 参数，没有Y 参数。
也有的二端口网络却相反，没有Z 参数，只有Y 参数。
还有的二端口网络既没有Z 参数，也没有Y 参数，如理想变压器。
+ _.2U +_.1U对于大多数二端口网络既可用Z 参数表示，也可用Y 参数表示。
11....U Z II Y UY Z Z Y --====此外还可用下述其他形式的参数表示。
三、A ，H 参数简介§16-3 二端口网络的等效电路教学目的：学习二端口网络的等效电路。
教学重点：T 型和∏型等效电路。
教学难点：含CS 的二端口等效电路。
教学方法：课堂讲授。
教学内容：一、等效T 型电路：...1111122...2211222U Z I Z I U Z I Z I =+=+1221Z Z =可逆时， ...1111211212()()U Z Z I Z I I =-++....2121222122()()U Z I I Z Z I =++-.等效电路如下图：_+.1U.2U..二、等效∏型电路...1111122Y I Y U Y U =+参数描述 ...2211222I Y U Y U =+可逆时 1221Y Y =， ....1111211212()()I Y Y U Y U U =+--....2122112222()()I Y U U Y Y U =--++等效电路如下图：一、含CS 的二端口等效电路（图略）§16-4 二端口网络的连接教学目的：学习二端口网络的几种连接形式。
教学重点：二端口级联、串联、并联时的参数方程。
教学难点：二端口级联、串联、并联时参数方程的求解。
教学方法：课堂讲授。
教学内容：一、二端口网络的级联+_.1U +_.2U..I .1U.2U+_+_12Y -......1112112222......1112112222U U U U U UI I I I I I====-==二、二端口网络的并联12Y Y Y=+即：几个二端口网络并联后等效Y参数矩阵等于各个二端口网络Y参数矩阵之和。
三、二端口网络的串联：12Z Z Z=+即：几个二端口网络串联后等效Z参数矩阵等于各个二端口网络Z参数矩阵之和。
[例]：教材习题16-11[解]：略。
§16-5 回转器和负阻抗变换器（略）1N[1T]2N[2T]1I。
11I。
21I。
12I。
22I。
2I。
11’+_+_1U。
11U。
_22’+_+22U。
2U。
21U。
12U。
N[T]。