三、二端口网络的T方程和T参数(精)
二端口网络的参数

元素为阻抗,
单位是 。
与Y参数方程相同, Z11、Z12、Z21、Z22取决于电路结
构及参数。根据Z参数方程及I1 、I2,可求得 U1 、U 2 。
确定Z参数:
UU12
ZZ1211II11ZZ1222II22
在1-1' 端输入I1 ,将2-2'端开路,即 I2 0 代入上式 有
U1
Z11I1
有
A
U1 U 2
I2 0
称为输出端开路时传输电压比
C
I1 U 2
I2 0
称为输出端开路时转移导纳(S)
UI11CAUU22DB
( (
II22))
2、在输出端短路,即U 2 0 时
有
B
U1 I2
U2 0
称为输出端短路时转移阻抗()
对于图所示的一端口网络来说
Z
U I
或者
Y
I U
U Z I (以电流 I 为已知量)
或者 I YU (以电压U 为已知量)
一、Y 参数及方程(短路导纳参数)
已知 U1、U 2 ,求 I1 、I2 。 由替代定理可将 U1 、U 2 所在支路用理想电压源代替。
•
1 I1
•
I2 2
•
U1
N
•
U2
1′
确定Y参数:
II12 YY1211UU11YY1222UU24
在1-1' 端加 U1,将2-2' 端短路,即 U 2 0 代入上式
I1 Y11U1
Y11
I1 U1
U 2 0
称为输出端短路时的输入导纳(S)
I2 Y21U1
Y21
I2 U1
U 2 0
【推荐】电路原理基础:第二章 二端口网络的方程和参数

D
i1 i2
u2 0, 10
四、H参数方程: 已知i1和 u2求u1和 i2
u1 H11i1 H12u2 i2 H 21i1 H 22u2
1 i1
u1
1' i1
i2 2
N
u2
i2 2'
u1
i2
H11 H 21
H12 H 22
i1 u2
T
0.5 0.75S
0.6
0.5
将其变换为其它参数方程,则可求得其他参数,
注意变换时有些参数可能不存在。
12
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:
(1) R12 R21 (3) T AD - BC 1
注意与四端子网络(four terminal network)的区别。
无独立源的二端口电阻网络
1
第一节 二端口网络的方程和参数
i1
1
u1
1'
i1
i2
2
N
u2
2'
i2
二端口的外特性决定于网络的本身与外部所接
电路无关,用端口电压、电流(共四个量)间的关 系反映,共六种情况。
2
一、R参数方程:
i1
u1
i2
Rl
u2
R
Rl Rl
Rl
Rl
但G不存在
二端口网络参数和方程和等效电路相关知识讲解培训

(1) H 参数
UI21
H 11 I1 H 21I1
H12U 2 H 22U 2
矩阵形式:
UI21
H11
H
21
H12 H 22
UI12
(2) H 参数的计算与测定
H11
U 1 I1
U 2 0
H21
I2 I1
U 2 0
UI21
H 11 I1 H 21I1
H12U 2 H 22U 2
Y21
I2 U 1
U 2 0 Yb Y12
Ya Yb Y11 即:Yb Y12 Y21
Yb Yc Y22
解之得
Ya Y11 Y12 Yb Y12 Yc Y22 Y12
注意: (1) 等效只对两个端口的电压,电流关系成立。对端 口间电压则不一定成立。
(2) 适用于互易网络。
I2
Y12U1 Y22U 2
Y21 Y12
U 1
I2
其中
I1 I'2
Y11U 1 Y12U 1
Y12U 2 Y22U 2
相当于一互易二端口,
可求出其等效电路(型):
(计算见前例)
•
I1
+
•
U1
Yb
Ya
Yc
I2
+
•
U2
而I2 I2 Y21 Y12 U1相 当 于 在 端 口2并 入 一 受 控 源.
C
I1 U 2
I2 0
D
I1 I2
U 2 0
U1 AU 2 BI2
I1
CU 2
DI2
(3) 互易二端口 Y12 Y21
T 参数满足: AD BC 1
简单电路分析3二端口网络Circuits_Lec4

i2
+ u2
法1
Gb Gc Gb Ga Gc
u2 0
u1
i1
u1 0
Ga
i2
u2
+
i1 Ga Gb G11 u2 0 u1 i2 G21 u2 0 Gb u1 i1 G12 u1 0 Gb u2 G22 i2 u2
u2 0
Gb Gc
35二端口网络的等效电路等效电路r参数1111iru端口vcr相同rri212221121121iirruu22212122i12rriru二端口吸收的功率pu1i1u2i236g参数22212122121111ugugiugugi37h参数22212122121111uhihiuhihu38t参数没有直接的拓扑结构对应利用参数比较的方法求等效电路111i1ur1r22ir32ur21t21r1t11r3t221t211t21112121222222uitututitiriu111322uriurir12u223212ii1r312132211r1rrrruurrirr321222ii39二端口网络的联接级联串联并联级联将一个二端口的输出端直接与另一个端口的输入端相连的方式特征前一个双口的输出端口电压与后一个双口的输入端口电压相等前一个双口的输出端口电流与后一个双口的输入端口电流大小相等方向相反
G12 G22
(电气)对称二端口:端口互换后对外特性完全一样。
G11=G22 G12=G21
(电气)对称二端口
对称二端口, G中有2个独立参数 激励无论加在那个端口上,相应端口上的响应不变。 电气对称二端口 结构对称二端口(从结构上看拓扑 结构元件参数一致)
18
T参数方程与T参数

1‘
.
I1
+
. U1
Y11
. Y12U2
. Y21U1
-
. I1
线性 网络
. I2
+
. Y22 U2
-
.
. I2 2
+. U2 2‘
17
方法二:
.
1、互易网络的等效电路(Y12=Y21) 三个独立参数三个元件
1 +. U1
I1 Y1
求图(a)的Y参数
-
.
Y2
I2 2
+.
Y3
U2
-
I 1 Y 1 U 1 Y 2 (U 1 U 2 ) 1‘
2‘
图(a) T形等效电路
已知
[Z]
Z1 1 Z21
对比可得:
Z1 2
Z2
2
Z2 Z1
Z 12 Z 11
Z
12
Z 3 Z 22 Z 12 14
2、非互易网络的等效电路(Z12Z21)
U 1Z1I1 1Z1I2 2 U 2Z2I1 1Z2I2 2 Z 1I 1 2 Z 2I 2 2 ( Z 2 1 Z 1)I 2 1
-j1
1‘
b
.
21
4 75
例10-3.2:
已知二端口网络N的传输参数 .
[T] 0.2
4
ZL=30 Us=60/00V Zs=10.5
求
. I1
. 1 I1
. I2 2
Zs .+ Us-
+. U1 -
线性 网络
+. U2
ZL
-
1‘
2‘
.
22
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。
38第三十八讲 二端口网络方程和参数

1/
由Z参数方程可得: U1 Z12 I 2 I1 0 U2 Z 22 I1 0 I
2
(3)、 Y参数矩阵与Z参数矩阵之间的关系
Z 参数矩阵与Y 参数矩阵互为逆矩阵。
YZ
即:
1
Z Y
1
Z11 Z12 1 Y22 Y12 Z Y Y11 21 21 Z 22 Y
可求得: I1 Y11 Ya Yb U1
Y21
I2
Yb g
U1
将1-1/短路, 在2-2/外加电压可得:
U1 0
可求得:
1 I1
Yb Ya Yc
I2 2
g U 1
U1
_
U2
_
Y12 Y22
I1
Yb Yb Yc
1/
2/
0 u s 0 is R2 L2
或 : x Ax Bv
(2)、拓扑法
每个元件为一支路,选一棵特有树。
(3)、列写状态方程的步骤:
① 、线性电路以iL ,uc为状态变量。 ②、对含有电容的支路,选择节点(割集)列出KCL方程,
duc 在方程中包括 项; dt
(注意符号)
A T C
B D
称为T 参数矩阵
(2)、 T 参数的计算或测定
U1 A U2 I1 C U2
I2 0
U1 B I2 I1 D I2
U 2 0
I2 0
U 2 0
U 1 AU 2 BI 2 I 1 CU 2 DI 2
实验三 二端口网络各参数的测算及验证

实验报告三 二端口网络各参数的测算及验证1、电路课程设计目的(1)测量二端口网络的开路阻抗参数、短路导纳参数、传输参数等;(2)验证等效二端口网络的传输参数与级联的两个二端口网络传输参数之间的关系。
2、设计电路原理与说明 具有两对引出端钮的网络,如果每一对端钮都满足从一端流入的电流与另一端流出的电流为同一电流的条件时,则将这样的一对端钮称为端口,上述条件称为端口条件。
只有满足端口条件的四端网络才可称为二端口网络或双口网络,否则只能称为四端网络。
用二端口概念分析电路时,仅对二端口处的电流、电压之间的关系感兴趣,这种相互关系可以通过一些参数表示,而这些参数只取决于构成二端口本身的元件及它们的连接方式。
一旦确定表征这个二端口的参数后,当一个端口的电流、电压发生变化,再求另外一个端口的电流、电压就比较容易了。
设计二端口网络电路图如下()1000rad s ω=图一开路阻抗参数(Z 参数)理论计算:当I 2 =0时,受控源与电容并联再与电阻串联()1111112I j I I U ⨯-⨯+= ()11212j I I U -⨯+=21110113I U Z j I ===-2221013I U Z j I ===-当I 1=0时,受控源电阻均不作用,电路中只有电容作用12U U = 1112021I U Z j I ===-1222021I U Z j I ===-131 3.16213131j j Z j j --⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭短路导纳参数(Y 参数)理论计算: 当U 2=0时,电容短路不作用111U I =⨯ 11220I I I ++= 2111011U I Y U ===2221013U I Y U ===-当U 1=0时,电阻、电容、受控源并联()221U I =⨯-112221I I I j U ++=⨯ 1112021U I Y U ===-1222023U I Y j U ===+1111333 3.162Y j -⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪-+⎝⎭⎝⎭传输参数(T 参数)理论计算:()210213I U j A U -===+()21023I I j C U -===()210213U U B I ===- ()210213U I D I ===- 11 1.0540.3333310.3330.33333j T j ⎛⎫+ ⎪⎛⎫==⎪ ⎪ ⎪⎝⎭ ⎪⎝⎭两个上述二端口网络级联的T 参数理论值为:874 1.1810.4589999'1410.4580.1579999j j T T T j j ⎛⎫++⎪⎛⎫=⋅==⎪ ⎪ ⎪⎝⎭-++⎪⎝⎭3电路课程设计仿真内容与步骤及结果 (1)将图一中的电气元件接好;(2)1-1’端口接入电源,2-2’端口开路,测量U 2 I 1 ;图二1111220 3.16269.571U Z I =≈= 2211208.713.00069.571U Z I =≈= (3)1-1’端口开路,2-2’端口接入电源,测量U 1I 2 ;图三1122220 1.000220.002U Z I =≈= 22222201.000220.002U Z I =≈= (4)1-1’端口接入电源,2-2’端口短路,测量I 1 I 2 ;图四11112201220I Y U === 22116603220I Y U === (5)1-1’端口短路,2-2’端口接入电源,测量I 1 I 2 ;图五11222201220I Y U === 2222695.702 3.162220I Y U =≈= (6)由图二有122201.054208.710U A U =≈= 1269.5710.333208.710I C U =≈= 由图四有122200.333660U B I =≈= 122200.333660I D I =≈= (7)将两个上述二端口网络级联,组成新的二端口网络(8)将新的二端口网络的1-1’端口接入电源,2-2’端口开路,测量U 2 I 1 ;图六12220 1.181'186.262U A U =≈=1 285.3320.458' 186.262IC U=≈=(9)将新二端口网络的1-1’端口接入电源,2-2’端口短路,测量I1 I2;图七1 22200.458' 480.220UB I=≈=1 275.4600.157' 480.220IDI=≈=4、仿真结果与理论分析对比及仿真中的注意事项仿真结果与理论计算完全符合,不仅验证了Z、Y、T等参数的计算结果,而且也验证了等效二端口网络的传输参数与级联的两个二端口网络传输参数之间的关系。
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三、 二端口网络的T 方程和T 参数
在上述内容中我们已经介绍了Y 参数和Z 参数的求法,Y 参数和Z 参数都可用来描述一个二端口网络的端口外特性。
但在许多工程实际问题中,往往还要求知道一个端口的电流、电压与另一个端口的电流、电压之间的直接关系。
若把Y 参数方程:
22212122
121111U Y U Y I U Y U Y I +=+=
的第二式化为
2
21
2212211I Y U Y Y U +-= 代入Y 参数方程第一式中,整理可得:
221
112212211121)(I Y Y U Y Y Y Y I +-= 把以上两式写成下列形式
⎪⎩⎪⎨⎧-=-=2
212
21I D U C I I B U A U
式中 ⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧-=-=-=-=2111
2122112121
21221Y Y D Y Y Y Y C Y B Y Y A
A 、
B 、
C 、
D 称为二端口网络的一般参数、传输参数、T 参数或A 参数。
它们的
具体含义可用下式说明:
0221==I U U A A 是输出端开路时,输入电压与输出电压的比值;
0221=-=I I U B B 是输出端短路时,输入端对输出端的转移阻抗;
0221==I U I C C 是输出端开路时,输入端对输出端的转移导纳;
02
21==U I I D D 是输出端短路时,输入电流与输出电流的比值。
可见,A 是一个量纲为一的量纲;B 的量纲为Ω;C 的量纲为s ;D 也是量纲为
一的量。
对于无源线性二端口网络A 、B 、C 、D 只有3个是独立的,因为Y 11=Y 22,
故A =D 。
所以T 参数方程为:
其中 ⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡=D C B A T ,称为T 参数矩阵。
AD BC 可逆时,-=1
AD BC A D =对称时满足:-=1,
【例】 求例1中电路的T 参数
【解】:
方法一:根据定义求解(略)
方法二:根据KCL 直接列方程求解(略)
方法三:根据T 参数与Y 参数或Z 参数的转换公式(可在表6-1中查到)求
⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-∆--
-=211121
2121
221Y Y Y Y Y Y Y T ⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆=122221
2121
111Z Z Z Z Z Z Z T 其中 21122211222112
11Y Y Y Y Y Y Y Y Y -==
∆
2112221122
21
1211Z Z Z Z Z Z Z Z Z -==
∆
因为已知例1的 s Y ⎥
⎦
⎤
⎢⎣⎡--=4.02.02.04.0 12.004.016.0=-=∆Y
所以 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--
----=26.0522.04.02
.012.02.012.04
.0T
⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡2211D I U C B A I U
【例 】:已知
...
1111122...
2211222
(1)(2)
U Z I Z I U Z I Z I =+=+ ,求T 参数。
【解】: .
..22
1222121
1()(3)Z I U I Z Z =+-由(2)式,
(3)将式代入(1)式:
.
(1122111122111221)
1221222221212121()()()Z Z Z Z Z Z Z Z U U I Z I U I Z Z Z Z -=+---=+-
11
1122122121
21
2221211Z Z Z Z Z Z Z T Z Z Z -⎡⎤
⎢⎥⎢
⎥=⎢⎥
⎢⎥⎣⎦。