第五章 双端口网络分析综述
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
图5.5
Y参数方程
1 Y11 U1 Y12 U2 I 2 Y21 U1 Y22 U2 I
(5-5)
式(5-5)称为Y参数方程，式中 Y11 , Y12 , Y21 , Y22称为Y参数， 这些参数具有导纳的性质，是与网络内部结构和参数有关 而与外部电路无关的一组参数，Y参数可按下述方法计算 或用实验测量求，其矩阵形式为
1 I2 0 1
2 I1 0 2
U2 Z 22 I2
Z参数矩阵：
I1 0
4I 2 4 I2
U2 Z 21 I1
I2 0
2 I1 2 I1
4 2 Z 2 4
图5.4 例5-1图
5.1.2二端口网络的Y方程和Y参数
S1
S2
1
2
即 IS1 I1 、IS2 I2 ，如图5.3所示。应用线性叠加原理， 由两个电流源分别作用叠加求得 和 1 。 U U
2
图5.2
线性二端口网络
图5.3
线性二端口网络
U1 Z11 1 Z12 2 I I U2 Z21 2 Z22 2 I I
项目五 二端口网络
（时间：4次课，8学时）
本章介绍二端口网络及其方程，二端口 网络的Z、Y、T(A)、H参数矩阵以及参数 之间的相互关系，二端口网络的连接和等 效。
项目五 二端口网络
任务一 二端口网络方程和参数 任务二 二端口网络连接和等效
任务一 二端口网络方程和参数
一个网络，不论其复杂与否，如果有n个端子可以
I1 Y11 Y12 U1 Y I 2 Y21 Y22 U 2
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
二端口网络测试实验报告
二端口网络测试实验报告二端口网络测试实验报告一、实验目的二端口网络测试是计算机网络领域中的一项重要实验，旨在通过建立两台计算机之间的网络连接，测试网络的性能和稳定性。
本实验报告将详细介绍实验所涉及的步骤、方法和结果，以及对实验结果的分析和讨论。
二、实验步骤1. 实验环境搭建为了进行二端口网络测试，我们需要准备两台计算机，并确保它们能够相互通信。
在实验开始之前，我们先检查网络连接是否正常，确保两台计算机能够互相ping通。
2. 测试网络带宽为了测试网络的带宽，我们使用了一款专业的网络测试工具。
首先，在发送端计算机上运行该工具，并设置好发送数据包的大小和发送速率。
然后，在接收端计算机上同样运行该工具，并指定接收数据包的端口。
通过在两台计算机之间传输大量数据包，我们可以测量网络的带宽。
3. 测试网络延迟除了测试带宽外，我们还需要测试网络的延迟。
延迟是指从发送端发送数据包到接收端接收到数据包之间的时间间隔。
为了测量延迟，我们使用了另一款专业的网络测试工具。
在发送端计算机上运行该工具，并设置好发送数据包的大小和发送速率。
在接收端计算机上同样运行该工具，并指定接收数据包的端口。
通过测量数据包往返所需的时间，我们可以得出网络的延迟。
4. 分析和记录实验结果在进行网络测试的过程中，我们需要记录各项指标的数值，并进行分析。
通过对实验结果的分析，我们可以评估网络的性能和稳定性，并找出可能存在的问题。
三、实验结果在进行二端口网络测试的过程中，我们得到了以下结果：1. 带宽测试结果通过测试工具测量，我们得出了网络的带宽为X Mbps。
这个数值代表了网络在传输数据时的最大速率。
通过与预期的带宽进行比较，我们可以评估网络的性能。
2. 延迟测试结果通过测试工具测量，我们得出了网络的延迟为X 毫秒。
这个数值代表了数据包从发送端到接收端所需的时间间隔。
通过与预期的延迟进行比较，我们可以评估网络的稳定性。
四、结果分析和讨论根据实验结果，我们可以对网络的性能和稳定性进行分析和讨论。
第5讲：双口网络
例3：Page 242 例题7-2 求Z参数矩阵
例4： 求Z参数
+
I1
Za
Zc Zb
Z I1
+
I2
+
U1
U2
解： 列KVL方程：
U1 Z a I1 Z b ( I1 I 2 ) ( Z a Z b ) I1 Z b I 2
U 2 Z c I 2 Z b ( I 1 I 2 ) ZI 1 ( Z b Z ) I1 ( Z b Z c ) I 2
I1 ( s)
+
I 2 ( s)
1口短路策动点阻抗 1 ( s) U
N
2口正向短路转移电流比
I1 ( s ) 0
I 2 ( s)
+ U1 ( s)
I 2 ( s) h22 U 2 ( s)
1口反向开路转移电压比
I1 ( s ) 0
N
+
U 2 ( s)
2口开路策动点导纳
4、注解：
U1(s)、 U2(s)分别作用于二端口网络时产生的分响应的叠加。
I1 ( s)
+
I 2 ( s)
+
U1 ( s)
可以得出：
N
U 2 ( s)
I1 ( s) Y11( s)U1 ( s) Y12 ( s)U 2 ( s)
I 2 ( s) Y21( s)U1 ( s) Y22 ( s)U 2 ( s)
3、Y参数的含义：
I1 ( s ) Y11 U1 ( s ) I 2 ( s) Y21 U1 ( s )
双口网络
1 i1
i2 2
N
1 i1
i2 2
特别地，当
i1 i1
i2 i2
称此四端网络为双口网络（二端口网络）。
习惯上称 11 端口为输入口，2 2 端口为输出端口。
因此双口网络的四个端口变量分别为
u1, i1, u。2 , i2
5.2 双口网络的参数及其方程
5.2.1 双口网络的开路电阻参数（R 参数）
Rs
I1
I2
Us
U1
N
U2
RL
采用方法：（1）双口网络的VAR方程 （2）双口网络两端外接电路的方程
UU12
U
s Rs RL I 2
I1
联立求解即可。
5.6 含运算放大器的电阻电路的分析
1. 运放及其特性
（1） 运放的电路符号 运算放大器,简称运放，是目前获得广泛应用的多端
器件，因为它能完成加法、减法、微分、积分等运算， 所以称为运算放大器。虽然运算放大器有许多端钮，但 仅有四个端钮可与外部电路连接，因此，从电路角度来 看，运放可作为一个四端器件，它的电路符号为
I1
R12 (I1
R11 R12
I2)
(
R22 R12
R22 R12
)
I-2
(+R21
R12 )I1
I2
+
(R21 R12 )I1
+
U1
-
R12
U2
-
如果网络是互易的，上图变为T型等效电路。
2.G 参数表示的等效电路
I1 I2
G11U1 G21U1
G12U2 G22U2
方法一:直接由参数方程得到等效电路。
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。
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。
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I1 y11 I y 2 21
y 22
y12 V1 V y 22 2
y12 y 22
I YV
y11
y12
y 21
y11 Y y 21
Y参数
国家电工电子教学基地
Y参数矩阵
电路理论系列课程组 2005.3
国家电工电子教学基地
电路理论系列课程组 2005.3
传递函数
定义：响应与激励不在同一对端子的网络函数
VL (s) I1 (s)
转移阻抗
电流增益（转移电流比） 电压增益（转移电压比） 转移导纳
I L (s) I1 (s)
注意电压电流的 定义方向
VL (s) V1 (s) I L (s) V1 (s)
（b）对无源对称网络
国家电工电子教学基地
y12 y 21 y11 y 22
只有两个独立参数
电路理论系列课程组 2005.3
Z参数与Z参数方程
1. Z参数方程定义
V1 z11I1 z12 I 2 V2 z 21I1 z 22 I 2
2. Z参数矩阵
V1 z11 z12 I1 V z 2 21 z 22 I 2
测试法求Y参数
例：
I1 y 11V1 y 12 V2 I 2 y 21V1 y 22 V2
y11 y 21
I1 V1 I2 V1
y12
V2 0
I1 V2 I2 V2
V1 0
y 22
V2 0
V1 0
I1 y11 V1
I2 y 21 V1
现代电路分析 第五章
双端口网络分析
国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2005.3
现代电路分析课程知识要点
矩阵运算的 计算机方法 矩阵方程建立 的一般方法 矩阵方程 建立初步 计算机辅助分析 及工具应用 有源滤波电路 分析初步 电路的 参数分析 非线性电路方程 建立的一般方法 非线性电路 分析初步
V2 0
1 2Z1
I1 y12 V2
y 22 I2 V2
V1 0
1 2Z1
1 2Z1
V2 0
1 2Z1
国家电工电子教学基地
电路理论系列课程组 2005.3
V1 0
Байду номын сангаас试法求Y参数
1 2Z Y 2 1 2Z 2 1 2Z 2 1 2Z 2
y11
I1 V1
V2 0
1 2Z 2
I2 y 21 V1
y12 I1 V2
V2 0
1 2Z 2
1 2Z 2
V1 0
y 22
国家电工电子教学基地
I2 V2
V1 0
1 2Z 2
电路理论系列课程组 2005.3
测试法求Y参数
例：
解：测试法
y1 y 2 Y y2
π 型 桥 T 型 格 型
国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2005.3
两端口网络参数方程
参数方程：用两个方程描述两个变量与另两个 变量关系的方程 C2 4 6(种)
（一）Y参数与Y参数方程
1. Y参数方程定义
I1 y 11V1 y 12 V2 I 2 y 21V1 y 22 V2
经典电路分析知识要点
国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2005.3
本章主要内容及要求
网络函数概念
掌握网络参数方程（Y、Z、T）及应用
掌握网络参数方程（Y、Z、T）与网络连接（并、串、链） 掌握特性参数、掌握波参数及传输线应用分析 了解工作参数基本概念
国家电工电子教学基地
电路理论系列课程组 2005.3
两端口网络分类
根据对称性：对称/不对称型（关于中心纵轴左右对称） 平衡/不平衡型（关于中心横轴上下对称） 根据元件性质：纯电抗（LC）网络 纯电阻（R）网络 阻抗（RLC）网络
国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2005.3
常用网络举例
讨论：几何形状，对称，平衡，串臂，并臂，直臂，斜臂
T 型
V1 z12 I2 V2 z 22 I2
z12
I 2 0
I1 0
I 2 0
I1 0
1 1 y1 y 2
I1 y11 V1
y 21 I2 V1
y2 y 2 y3
y1 y 2
V2 0
y 2
V2 0
I1 y12 V2
y 2
V1 0
y 22
国家电工电子教学基地
I2 V2
y2 y3
V1 0
电路理论系列课程组 2005.3
Y参数的物理意义及特点
国家电工电子教学基地
电路理论系列课程组 2005.3
双端口网络分析
第二节
双端口网络函数
国家电工电子教学基地
电路理论系列课程组 2005.3
两端口网络名词解释
I1 V1 I2 V2
输入口：11`端口（通常接等效电源）
输出口： 22`端口（通常接等效负载） 端口变量：V1，I1，V2，I2
要点：变量定义方向
双端口网络分析 第一节
网 络 函 数
国家电工电子教学基地 电路理论系列课程组 2005.3
策动点函数
定义：响应与激励在同一对端子的网络函数
Z(s) V1 (s) I1 (s)
策动点阻抗 策动点导纳
Y(s)
I1 (s) 1 V1 (s) Z(s)
讨论：（1）网络中无独立源 （2）网络中元件无初始值
（1）Y参数的物理意义
y11 I1 V1
V2 0
2端口短路时 1端口的短路输入导纳
y 12
I1 V2
V1 0
1端口短路时 2端口的短路转移导纳
1端口短路时 2端口的短路输入导纳
y 21
I2 V1
V2 0
I2 2端口短路时 y 22 V2 1端口的短路转移导纳
V1 0
Y参数又被称为短路导纳参数 （2）Y参数的特点 （a）对无源网络 y12 y 21 只有三个独立参数
VZ I
z11 Z z 21
z12 z 22
国家电工电子教学基地
电路理论系列课程组 2005.3
测试法求Z参数
例：
V z11I1 z12 I 2 原理： 1
V1 z11 I1 V2 z 21 I1
z11 V1 I1
I 2 0
V2 z 21I1 z 22 I 2