端口网络参数和方程

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【推荐】电路原理基础:第二章 二端口网络的方程和参数

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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

双口网络的方程和参数

双口网络的方程和参数
双口网络的方程和参数
1.1双口网络的阻抗矩阵
若已知端口电流İ1和İ2,可以应用替代定理将两个端口电流 都看作是外施的电流源,这样就可以根据叠加定理,1和2 分别为各个电流源单独作用时所产生的电压之和,即
V1 Z11I1 Z12I2 V2 Z21I1 Z22I2
(13.1)
式中Z11、Z12、Z21、Z22称为双口网络的Z参数,由于这些 参数表明了电流对电压的关系,具有阻抗特性,因此又称 为阻抗参数。这些参数可以实际测量获得,也可按照下面 式子计算得到
2006-1-1

2
端口2开路时,端口1的驱动阻抗:
Z11
V1 I1
端口2开路时,端口1对端口2的转移阻抗:Z
I2 0
21
V2 I1
I2 0
端口1开路时,端口2对端口1的转移阻抗:Z12
V1 I2
I1 0
端口1开路时,端口2的驱动阻抗: Z22 VI22 I10
2006-1-1

3
• 可以看出,这些参数都是由一个端口开路时测得 的,因此又称为开路阻抗参数。根据式(13.1)所示, 可进一步得到其矩阵形式
7
解 假设正弦激励的角频率为ω,作出相量模型图,同时将受控电流
源转化为受控电压源如图13.8(b)所示。若假想左右两端加上电压
分别为1和2的电压源,并以网孔为回路,应用回路法,列写回路
方程为
V1
(R
j
1
C
)I1
RI2
j C
I
V2 RI1 2RI2
再根据主控量与回路电流的关系有İ = İ1 + İ2,则整理上述方程为
所以得到
0.1 j0.2 0.1
Y

二端口网络参数和方程和等效电路相关知识讲解培训

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

电路原理13.1.4二端口网络及其参数方程 - 二端口网络及其参数方程2

电路原理13.1.4二端口网络及其参数方程 - 二端口网络及其参数方程2

II&&12
Y
UU&&12
Y 1
II&&12
UU&&12
对称二端口 Z11 Z22 (Z12 Z21 )
Z11
Z
21
Z12 Z22
Y11 Y21
Y12 1
Y22
1 ΔY
Y22 Y21
Y12
Y11
若矩阵 Z 与 Y 非奇异
Y Z 1 Z Y 1
二端口网络
+ U1
解一: I1 1
+ U1
2 I2
+
2
U2
2
+ 2 U2
UI11
T11 T21
T12
T22
U2 I2
I1 1
+ U1
2 I2 2
T11
U1 U2
1 2 I2 0 2 1.5
T21
I1 U2
I2 =0 0.5S
T12
U1 I2
U2 =0
I1[1 + (2//2)] 4Ω 0.5I1
Yb
Y22
I&2 U&2
U&1 =0 Yb Yc
对任何一个无受控源二端口,只要3个独立的参数就
足以表征它的性能。
注意
二端口网络
Y
Y11 Y21
Y12
Y22
若Y12 Y21,称为互易二端口。 进一步,若Y11 Y22 ,则称为对称二端口。
I&1
Yb
I&2
+ U&1
Ya
Yc
+ U&2

电流电路的二端口网络方程和参数

电流电路的二端口网络方程和参数

U2 Zc I2 Zb (I1 I2 ) Zb I1 (Zb Zc )I2
Z
Za Zb
Zb
Zb
Zb
Zc
返回 上页 下页
例2-5 求图示二端口的Z参数。


I1
Za
Zc
Z
I1
+

I2
+
+


U1
Zb

U2
列KVL方程:
U1 Za I1 Zb (I1 I2 ) (Za Zb )I1 Zb I2 U2 Zc I2 Zb (I1 I2 ) ZI1
第十四章 二端口网络
本章重点
14-1 二端口网络 14-2 二端口的方程和参数 14-3 二端口的等效电路 14-4 二端口的转移函数 14-5 二端口的连接 14-6 回转器和负阻抗转换器
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重点
1. 二端口的参数和方程 2. 二端口的等效电路 3. 二端口的转移函数
返回
14.1 二端口网络

I1
Za
+

U1
Zc Zb

I2
+

U2
Z11
U1 I1
I20 Za Zb
Z21
U2 I1
I2 0 Zb
Z12
U1 I2
I10 Zb
Z22
U2 I2
I10 Zb Zc
返回 上页 下页
解法2

I1
Za
Zc
+

U1
Zb
列KVL方程。

I2
+

U2
U1 Za I1 Zb (I1 I2 ) (Za Zb )I1 Zb I2

14.2 二端口网络的方程和参数

14.2 二端口网络的方程和参数

Z
Za Zb
Zb
Zb
Zb
Zc
第 20 页
例题 求二端口Z、Y 参数
I1 R1 j M R2 I2
+
U1
jL1
*
*
jL2
+ U 2

U1 R1 jL1 I1 jMI2
U2 jMI1 R2 jL2 I2
Z
R1 jL1
jM
jM
R2
j L2
R2 jL2
Y Z 1
Z I2 0
b
解法1
U1 Z11I1 Z12 I2 U 2 Z21I1 Z22I2
Z12
U1 I2
Z I10
b
Z22
U 2 I2
I10 Zb Zc
第 18 页
解法2
I1 Za
+
U1
Zc Zb
I2
+
U2
列KVL方程:
U1 ZaI1 Zb I1 I2 Za Zb I1 ZbI2
第2页
I1 I1 I1 Y11U1 Y12U2
I2
I2
I2
Y21U1
Y22U 2
I1 Y11U1 Y12U 2
I2
Y21U1
Y22U 2
I1
I2
Y11 Y21
Y12 U1
Y22
U
2
注意 Y参数的值由网络内部元件参数及连接关系决定。
第3页
② Y参数的物理意义
Y11
=
u1
i1
n 0
0
1
u2
i2
n
n 0
T 0
1
n
第 27 页

38第三十八讲 二端口网络方程和参数

1
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

11-2 二端口网络的方程与参数(2)


A11
A 21
A
A11
A21
4、互易网络
A12 A 22

U
2
I2
A12
A22
例: 图示二端口网络,求Z、A参数。
解:
U1
j
L
I1
(
j
1
C
)(I 1
I 2)
j (
L
1
C
)
I1
j1
C
I2
U
2
(
j1
C
)(I 1
I 2)
j 1
C
I1
j1
C
I2
由z方程导出A方程
代入第一个Z方程得 U 1 (1 2 L C ) U 2 j L ( I 2 )
8 I1 2 I2
U 2 5 I 2 2(I1 I 2 ) 2 I1
7I2
Z
8 0
2 7
z12 z21
由z方程导出H方程
由第二个z方程得
I2
1
U
2
7
再代入第一个z方程
U
1
8 I1
2 U
2
7
I2
1 U
2
7
8
H
0
U 1 H 11 I 1 H 12 U 2
I 2 H 21 I 1 H 22 U 2
由第二个Z方程得 I 1 j C U 2 ( I 2 )
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二端口互易
四、H方程与参数
1、方程 2、参数
(用
I1
,
U
表示
2
U 1 ,
I2 )

网络二端口参数和方程讲解



I1

I2
(1)T 参数和方程
+
+

U1
N

U2
定义:
U1 AU 2 BI2
I1
CU 2
DI2
UI11
T
UI22
A B [T ] C D
注意符号 T 参数也称为传输参数
T 参数矩阵
(2) T 参数的物理意义及计算和测定
A
U 1 U 2
I2 0
C
I1 U 2
I2 0
转移电压比 开路参数 转移导纳
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
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
Z Z
[Z ] Z
Z
Y Z 1 不存在
U1 nU 2 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
U 1 I1
I2 0 Za Zb
Z21
U 2 I1
Z I2 0
b
解法2 列KVL方程:
Z12
U 1 I2
Z I1 0
1
jL
1
jL
1
jL
1
jL
g0 1
Y12 Y21 jL

电路基础-§7-2二端口网络的参数方程及参数

第七章二端口网络§7-2 二端口网络的参数方程及参数一、导纳参数方程、导纳参数如图7-4所示无源线性二端口电路中,电压、电流参考方向如图所示,电路已达稳定。

假设端口电压、为已知量,、为待求量,用、表示、时,1U 2U 1I 2I 1U 2U 1I 2I 根据叠加定理,二端口网络的方程为22212122121111U Y U Y I U Y U Y I +=+=式中系数具有导纳性质,称为二端口网络的导纳参数(参数),所以上式称为导纳方程或方程。

无源二端口网络的Y 参数,仅与网络的内部结构、元件参数、工作频率有关,而与输入信号的振幅、负载的情况无关。

因此,这些参数描述了二端口网络本身的电特性。

所以导纳方程可以用矩阵形式表示为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡2221121121Y Y Y Y I I ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡21U U UY I =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=21I I I ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=21U U U 22122111⎥⎦⎤⎢⎣⎡=Y Y Y Y Y 为端口电流列向量;为端口电压列向量;为导纳矩阵或Y 矩阵011112==U U I Y 012212==U UIY 022221==U UIY 021121==U UIY 由于每个Y 参数都是在一个端口短路情况下分析得到的,因此参数也称为短路导纳参数。

对于无源线性二端口网络可以证明,输入和输出互换位置时,不会改变由同一激励所产生的响应。

由此得出2112Y Y =即在参数中,只有三个参数是独立的,这样的网络具有互易性,称为互易网络。

如果二端口网络是对称的(即对称二端口网络),则输出端口和输入端口互换位置后,电压和电流均不改变,有2211Y Y =对互易且对称二端口网络中,则参数中只有两个参数是独立的。

【例7-1】求图7-5所示二端口网络的导纳矩阵。

解将端口2短路sj U I Y U )42(011112-=== sj U I Y U 4012212=== sj U I Y U 4021121=== sj U I Y U 3022221-=== S将端口1短路。

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二端口网络
江苏大学电路教学组
第13章 二端口网络
13-1 二端口网络及其参数方程 13-2 二端口网络的等效电路 13-3 二端口网络的网络函数 13-4 二端口网络的连接 13-5 二端口网络的实例
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2019/9/4
1
二端口网络
江苏大学电路教学组
13.1 二端口网络及其参数方程
一、一端口网络和二端口网络的概念
2019/9/4
9
二端口网络
江苏大学电路教学组
二、Y参数和方程
右图所示Π形电路, I1 I2 U 1 U 2 的参考 方向如图所示。由基
尔霍夫电流定律,可 列写方程:
I1
+ U1 -
Y2
Y1
Y3
Y1U1 Y2(U1 - U2 ) I1 Y2(U2 - U1 ) Y3U2 I2
2019/9/4
11
二端口网络
江苏大学电路教学组
分别用Y11、Y12、 Y21、 Y22表示这些系数,上式可写为:
I1 Y11U1 Y12U2 I2 Y21U1 Y22U2
矩阵形式:

I1 I2


Y11 Y21
Y12 Y22

UU12

所以又称为短路导纳参数。
2019/9/4
13
二端口网络
江苏大学电路教学组
I1

11
U 1

21
U 2
I2

12
U 1

22
U 2

I1 I2

=
Y11 Y21
Y12
Y22

U1

U2
若网络内部无受控源(满足互易定理),则导纳矩阵Y对称
Z21 I1 Z22 I2 Z2l Il U2 Z31I1 Z32 I2 Z3l Il 0 解得

I1

11
U1

21
U2
I2

12
U1

22
U2
Zl1I1 Zl 2 I2 Zll I1 0
如果四端网络的两对端子同时满足端口条件, 则称为二端口网络。
+
i1
u1 –
i1
线性RLCM 受控源
i2 +
u2 – i2
2019/9/4
5
二端口网络
江苏大学电路教学组
4. 二端口与四端网络的区别:
二端口的两个端口必须 满足端口条件,四端网 络却没有上述限制。
i1
i2
i1
i2
二端口
i1
i2
i1
i2
具有公共端的二端口
2.四端网络 在工程实际中,研究信号及能量的传输和信 号变换时,经常碰到如下形式的电路。称为 四端网络。
线性RLCM 受控源
四端网络
2019/9/4
3
二端口网络
例1
R
C
C
滤波器 n:1
2019/9/4
变压器
江苏大学电路教学组
三极管 传输线
4
二端口网络
江苏大学电路教学组
3. 二端口(two-port)
自导纳
I1 Y11U1 Y12U2 I2 Y21U1 Y22U2
Y21

I2 U1
U2 0
Y12

I1 U2
U1 0
Y22

I2 U2
U1 0
转移导纳 转移导纳 自导纳
I1 + U1 -
I1
线性 无源
线性 无源
I2
I2 + U2 -
Y参数是在一个端口短路情况下通过计算或测试求得的,
整理可得
I1 (Y1 Y2 )U1 - Y2U2 I2 -Y2U1 (Y2 Y3 )U2
2019/9/4
I2 + U2 -
10
二端口网络
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I1
+
U1-
1
线性 网络
I2
+
2
U- 2
如果线性网络内部不含独立源,且有 l 个独立回路, 则可列写l个回路电流方程:
Z11I1 Z12 I2 Z1l Il U1
2019/9/4
i2 i1
i3 i4
四端网络
6
二端口网络
江苏大学电路教学组
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。
1
i1
i 3
R
4 i2 2
u1
i1
i2
u2
-
-
1 i1 3
4 i2 2
1-1’ 2-2’是二端口 3-3’ 4-4’不是二端口,是四端网络
i1 i1 - i i1

Y

Y11 Y21
Y12
Y22

称为Y参数矩阵。

I1

Y11U1
Y12U 2
I2 Y21U1 Y22U 2
端口电流 I1和I2 可视为 U1和U2 共同作用产生。
2019/9/4
12
二端口网络
江苏大学电路教学组
Y 参数的实验测定
Y11

I1 U1
U2 0
2019/9/4
8
二端口网络
江苏大学电路教学组
6. 二端口的端口变量
I1
+
U1 -
线性 无源
I2

U2 -
端口物理量4个:I1 I2 U 1 U 2 四个端口变量之间存在着反映二端口网络特性的
约束方程。任取两个作自变量(激励),两个作
因变量(响应),可得6组方程。即可用6套参数
描述二端口网络。
U 2 0 Ya U2 0 -Yb

Yb
I2 +
Y12
=
I1 U2
U1 =0 = - Yb
U2 -
Y22
=
I2 U2
U1 =0 = Yb + Yc
Y12 Y21 -Yb 互易二端口
对任何一个无源线性二端口,只要3个独立的参数就
12 = 21
Y12 = Y21
互易二端口网络四个参数中只有三个是独立的。
例2 求Y 参数。
2019/9/4
I1
+ U1 -
Yb
Ya
Yc
I2
+ U2 -
14
二端口网络
江苏大学电路教学组
解: I1
+ U1 -
I1
Yb
Ya
Yc
Yb
U1 0
Ya
Yc
I2
U2

0
Y11 Y21

I1 U 1

I2 U 1
1. 一端口网络
I
+
U
Z
-
(Y)
表征一端口网络电特性的独立
参数:输入阻抗Z或输入导纳Y。 且 Z = Y -1 。
i1 +
u1
i1

2019/9/4
端口的概念:
端口由一对端子构成,且满足如下 条件:从一个端子流入的电流等于 从另一个端子流出的电流。此称为 端口条件。
2
二端口网络
江苏大学电路教学组
端口条件破坏
i2 i2 i i2
2019/9/4
7
二端口网络
江苏大学电路教学组
5.约定 (1)讨论范围
含线性R、L、C、M与线性受控源;
不含独立源(运算法分析时,不包含附加电源)。
(2)参考方向
+
i1
u1
– i1
线性RLCM 受控源
i2 +
u2 – i2
本章中二端口的参考方向,一般都如上图所示。 因此,引用公式时一定要注意端口的参考方向。
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