四、二端口网络的H方程和H参数(精)

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二端口网络参数和方程和等效电路相关知识讲解培训

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(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

电工基础第十一章 二端口网络

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。

【推荐】电路原理基础:第二章 二端口网络的方程和参数

【推荐】电路原理基础:第二章 二端口网络的方程和参数

(1)不含受控源的互易性网络的等效
① T形等效电路
R1
1
R3
2
若已知网络R参数
R2
R

R11

R21
R12
R22

(R1, R2 , R3 )
1'
2'
R1 R11 R12 R11 R1 R2
R2 R21 R12 R21 R12 R2
R3 R22 R21 R22 R2 R3
2.2 二端口电阻网络
i1
1

u1
1'

i1
i2

2
N
u2

2'
i2
端口 ( port): 网络中流入的电流等于流出的电流的两个 端子就构成一个端口。端口的VAR关系称为外特性。
一端口网络(one port network):含有一个端口的网络。 二端口网络(two port network):含有两个端口的网络。
u1 u2


G
u1 u2

G参数的求解: ①按定义求解; ②列写方程求解;
R参数与G参数的关系: G R1或R G1
两参数不一定同时存在
7
例2.求图示二端口网络的G参数 。
解:方法1:短路实验法 方法2:基尔霍夫定律
1 i1

3
i2 2

方法3:节点法


U 1
Na

Nb
U
2
16
②串联(series connection ):两个二端口网络输入 端口相互串联,输出端口也串联。

二端口网络解读

二端口网络解读

二端口网络重点:两端口的方程和参数的求解 难点:二端口的参数的求解本章与其它章节的联系:学习本章要用到前几章介绍的一般网络的分析方法。

预备知识: 矩阵代数§16.1 图的矩阵表示1. 二端口网络端口由一对端钮构成,且满足端口条件:即从端口的一个端钮流入的电流必须等于从该端口的另一个端钮流出的电流。

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。

在工程实际中,研究信号及能量的传输和信号变换时,经常碰到图 16.1 所示的二端口网络。

图 16.1(a)放大器图 16.1(b) 滤波器图 16.1(c) 传输线图 16.1(d )三极管图 16.1(e )变压器注意:1)如果组成二端口网络的元件都是线性的,则称为线性二端口网络;依据二端口网络的二个端口是否服从互易定理,分为可逆的和不可逆的;依据二端口网络使用时二个端口互换是否不改变其外电路的工作情况,分为对称的和不对称的。

2)图16.2(a)所示的二端口网络与图(b)所示的四端网络的区别。

图 16.2(b )四端网络图 16.2(a)二端口网络3)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。

若在图16.2(a)所示的二端口网络的端口间连接电阻 R 如图16.3所示,则端口条件破坏,因为图 16.3即1-1'和2-2'是二端口,但3-3'和4-4'不是二端口,而是四端网络。

2. 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)可以将任意复杂的图16.2(a)所示的二端口网络分割成许多子网络(两端口)进行分析,使分析简化;3)当仅研究端口的电压电流特性时,可以用二端口网络的电路模型进行研究。

3. 分析方法1)分析前提:讨论初始条件为零的无源线性二端口网络;2)…..3)分析中按正弦稳态情况考虑,应用相量法或运算法讨论。

§16.2 二端口的参数和方程用二端口概念分析电路时,仅对端口处的电压电流之间的关系感兴趣,这种关系可以通过一些参数表示,而这些参数只决定于构成二端口本身的元件及它们的连接方式,一旦确定表征二端口的参数后,根据一个端口的电压、电流变化可以找出另一个端口的电压和电流。

第八章 二端口网络

第八章 二端口网络
① 求输入阻抗或导纳。Z U1 / I1,Yi I1 /U1
② 求转移电压比或转移电流比。
Au U 2 /U1, Ai I2 / I1
③ 求负载端看进去的代维南等效电路。
Zs I1

U1
U1
No

2
I2
U 2 ZL
对这种电路的分析方法:
Nb
U 2b


得并联后双口网络的Y参数矩阵为Y Ya Yb
3、双口网络的级联
I1
I1a
I2a



U1
U1a
Na
U 2



3
I1b

U1b
Nb

I2b I2 U 2b U 2
即级联后双口网络的T参数矩阵为 T TaTb 。
1
双口电路一种典型的用法是一个端口接 负载,另一端口接信号源。双口网络起着对信 号进行传递、加工、处理的作用。在工程上, 对这种电路的分析要求一般有如下几项:
Y Y1 Y2 Y3 Yn
级联连接宜采用T参数
T T1 T2 T3 Tn
4. 互易的二端口网络可等效成π 型、T型二 端口网络
等效成π型、采用Y参数方便
Y1 Y11 Y12 Y2 - Y12 -Y21
Y3 Y21 Y22
等效成T型、采用Z参数方便
H11 =
C=
İ1 U2 I2 = 0
H12=
B = U1 - İ2
U2 = 0
H21=
D = I1
H22=
- İ 2 U2 = 0
U1 I1 U2 = 0
U1 U2 I1 = 0

电路11-12章二端口网络

电路11-12章二端口网络
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
+-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

电路分析第十章-二端口网络

电路分析第十章-二端口网络
2‘
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:

《电路基础》第30讲 二端口电路及其方程和参数

《电路基础》第30讲 二端口电路及其方程和参数

组不同的方程来描述二端口电路的端口伏安特性。
8
(一)Z参数(流控型)和方程(VCR)
如果选端口电流 I1和I2
为自变量,U1和U2
为应变量。根据替代
I
S1
定理,端口电流 I1和I2
I
1
+
U
-1
N
可用相应的电流源替
代。如图所示。
I
2
+
U
-2
I
S2
根据叠加定理可得
二端口电路的 Z方程
U1 z11I1 z12I2 U2 z21I1 z22I2
9
z11、z
、z
12
21和z22为Z参数
U1 z11I1 z12I2
物理含义如下:
U2 z21I1 z22I2
z11
U1 I1
I2 0
出口开路时输入阻抗
z21
U2 I1
I2 0
出口开路时正向转移阻抗
z12
U1 I2
I1 0
入口开路时反向转移阻抗
z22
U2 I2
I1 0
入口开路时输出阻抗
Z参数称为“开路阻抗参数”。
U2
y11 y21
I2
(4

(3)(4)式组成A方程,即:
UI11
a11 a21
a12 a22
U2I2
18
例 : 求所示电路的A参数
I1
n:1
解: U1 nU2
+
U1
I1
1 n
I2

UI11
n 0
0 1
n
UI22
I2
+
U2
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四、 二端口网络的H 方程和H 参数
除去上述的3套方程和参数,还有一套常用的参数方程称为混合参数或H 参数。

即:
.
.
.
1111122.
.
.
2211222
U H I H U I H I H U =+=+
在晶体管电路中,H 参数得到了广泛的应用。

其具体定义为:
211
11==U I U
H H 11是输出端短路时,输入端的入端阻抗,在晶体管电路中称为晶体管的输入电阻;
01
21
12
==I U U
H H 12是输入端开路时,输入端电压与输出端电压之比,在晶体管电路中称为晶体管的内部反馈系数或电压
传输比;
212
21
==U I I
H H 21是输出端短路时,输出端电流与输入端电流之比,在晶体管电路中称为晶体管的电流放大倍数或电流
增益;
122
22
==I U I
H H 22是输入端开路时,输出端的入端导纳,在晶体管电流中称为晶体管的输出电导。

用矩阵形式表示为;
⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢
⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡212221121121U I H H H H I U
其中,H 称为H 参数矩阵
⎥⎦
⎤⎢
⎣⎡=2221
1211
H H H H H H 参数的求解方法也可分为3种,用定义直接求,用KCL 定理转换方程求解,在已知其他3种参数的前提下,用转换公式直接求(见表6-1)。

例如:在已知Y 参数下
112112221122
11
2121
11
121211111Y Y Y Y Y H Y Y H Y Y H Y H -=
=-
==
可见对于无源线性二端网络,H 参数中只有3个是独立的。

H 21=-H 12。

对于对称的二端口,由于Y 11=Y 22或Z 11=Z 22,则有
121122211=-H H H H
【例】 如例4所示电路图,求H 参数 【解】: 方法一:
172644021111j
U I U H -=
== 17270
12112
j
I U U H +=
== 1741021221
j
U I I H +-
=== 1740
12222
j
I U I H -=
== 方法二:列写端口KVL 方程
方法三:利用转换公式在已知Z 参数情况下求H 参数
⎥⎥⎥⎥


⎢⎢⎢⎢⎣⎡-∆=2222
21221222
1Z Z Z Z Z Z
Z H 已知⎥⎦
⎤⎢⎣⎡++-=j j j j Z 422 得 ⎥⎥
⎥⎦

⎢⎢
⎢⎣⎡---+-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢
⎢⎣⎡+
+-+++-=17417
411727172644414424410j j j j j j
j j j j
j H 【例】: 求如图6-1-7所示二端口的H 和T 参数。

_
+
.
1U
.
2U
.
.
+
_
图6-1-7例8题图
【解】:
..
12
(12112)
222()2105U U U I I I U ==--=-+ 0222
5H ⎡⎤
⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥⎣⎦
∴ .
.
12
...122211()52
U U I U I ==+- 201152T ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦。

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