二端口网络介绍综述
二端口网络相关知识简介
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。使用时可以不分彼此。
•
I1 2
+
•
U1
5
10 10
•
•
I2
I1 2
++
U U •
•
21
2
•
I2
+ 4 •
U2 2
U 2
Y21 Δ
I1
Y11 Δ
I2
Z 21 I1
Z22 I2
其中 =Y11Y22 –Y12Y21
其矩阵形式为
U U
1 2
Z11
Z
21
Z12 Z 22
I1 I2
Z
Z11
Z
21
Z12
Z
22
称为Z参数矩阵
Z参数的实验测定
U 1 Z11I1 Z12 I2 U 2 Z21I1 Z22 I2
互易 对称
Y Y12=Y21 Y11=Y22
Z Z12=Z21 Z11=Z22
T
H
detA=1 H12= -H21 T11=T22 detH=1
5 .含有受控源的电路四个独立参数。
§3 二端口的等效电路
(1) 两个二端口网络等效： 是指对外电路而言，端口的电压、电流关系相同。
(2) 求等效电路即根据给定的参数方程画出电路。
i2
–
1 i1 3
4 i2
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 i2' i2 i i2
二端口网络
Z21
U 2 I1
I2 0为22’端开路，其电压与11’端口电流的比值，
称为22’端口与11’端口间的转移阻抗。
上述参数决定于网络内部元件及其连接方式，它们都是在一
个端口开路的情况下计算或测试得到，也称其为开路阻抗参数
(open-circuit impedance parameters)
Z参数方程的矩阵形式：UU 12
电流则可看作其响应。叠加定理得：
I1 Y11U1 Y12U 2
U 1
N
U 2
I2 Y21U1 Y22U 2
1'
2'
Y11
I1 U 1
U 2 0
为22’端短路，11’端口的电流与电压的比值，
称为输入导纳或驱动点导纳(driving po int admit tan ce)
Z22
U 2 I2
I1 0
为11’端开路，22’端口的电压一与、电Z流参数的方比值程，
称为22’端口的驱动点阻抗;
Z12
U 1 I2
I1 0 为11’端 开 路 ， 其 电 压 与22’端 口 电 流 的 比 值 ，
称为11’端口与22’端口间的转移阻抗(transfer impedance);
2'
T
A C
DB称为传输参数矩阵（transmission
par二am、etTer参s 数m方atr程ix）
各参数的定义：
A
U 1 U 2
I2 0,
B
U 1 I2
U 2 0,
C
I1 U 2
I2 0,
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
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。
第六章二端口网络汇总
1'
2' 1'
输入端口: 接电源
21
2
2' 1'
2'
输出端口:接负载
1 i1
+
u1
－
1' i1
i2 2 +
u2 R
－
i2 2'
端口条件: 在任何瞬间,每个端口两个端钮的电流量值必相等，并且电流 从一个端钮流入从另一个端钮流出。
用二端口网络概念分析电路时,一个很重要的内容是找出它的两个端
口处电压、电流（输入与输出）之间的相互关系。
1 jL
Y11
j(C1
1) L
1
Y12
Y21
j L
Y22
j(C2
1) L
1 R
2
解二 利用Y参数计算公式
+ 1 I1 •
jωL
•
U 1
_
1 jωC1
•
1 jωC2
•
1'
• I 2 2
R
•
2'
I1
( jC1
1 jL
)U 1
I2
1 jL
U 1
Y11
I1 UБайду номын сангаас1
U 2 0
Y21
I2 U 1
U 2 0
jC1
1
U+_ 111'I1
1' 1 1'
电阻 网络
电阻 网络
电阻 网络
2
解(1)求短路导纳矩阵
2'
Y11
I1 U1
U2 0
2 10
0.2(S)
Y21
电路11-12章二端口网络
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
第九章二端口网络
例：Z参数←→Y参数
由Z参数方程
U U12
Z11I1 Z12I2 Z21I1 Z22I2
求解出
I1 和
I2
即：II21ZZ2ZZ221UU11ZZ1Z21Z1UU22
得到 Y参数方程。其中 Z = Z11Z22 –Z12Z21≠0
II21ZZ2ZZ221UU11ZZ1Z21Z1UU22
Y11
Y21
A Y22 Y21
B 1 CY12Y21Y11Y22 D Y11
Y 21
Y21
Y21
（2）无源线性二端口， A, B, C, D4个参数中将
只有3个是独立的。
Y 1 2 Y 2 ,1 A B D Y C 1 Y Y 2 2 2 1 1 2 Y 1 Y 2 2 Y 2 2 1 Y 1 1 Y 2 1 2 Y Y 1 2 2 1 1
各参数之间的关系 见表9-2。
【例9.5】 求示电路的Z参数，并由Z参数转换为Y参数。
解：Z参数为
Z11
U1 I1
|I202j
Z12U I21 I10j Z21
I1 2Ω +
U1
-
3Ω •
1H •
I2 +
U 2
-
Z Z11Z22 Z12Z21
Z22
U2 I2
|I103j
5j6
Z112j Z12Z21j
3.了解二端口网络等效网络的定义和条件，能够画出 Z，Y参数的等效网络，并能熟练应用。
4.深刻理解二端口网络函数的定义，并能用参数表示 转移函数；
5.了解二端口网络的连接方式及其参数计算公式，了 解典型的二端口元件模型的定义、端口伏安关系、性 质及应用。
9.1 概述
电路基础分析课件15二端口网络
二端口网络用于电路设计和分析，如 负反馈电路、差分放大器等。
在电力电子中的应用
电力转换和控制
在电力电子中，二端口网络用于电力转换和控制，如逆变器、整流器等。
电机控制和驱动
二端口网络用于Hale Waihona Puke 机控制和驱动，如变频器、伺服控制器等。
THANKS
感谢观看
04
CATALOGUE
二端口网络的网络分析
散射参数
定义
散射参数（Scattering Parameters）也称为S参数，用 于描述二端口网络输入端口和输 出端口之间的信号散射关系。
描述内容
S参数描述了当一个端口接收到 信号时，另一个端口如何响应，
包括幅度和相位信息。
重要性
S参数是二端口网络分析的重要 工具，广泛应用于微波、通信、
电路基础分析课件15二 端口网络
CATALOGUE
目 录
• 二端口网络概述 • 二端口网络的等效电路 • 二端口网络的连接 • 二端口网络的网络分析 • 二端口网络的应用
01
CATALOGUE
二端口网络概述
定义与分类
定义
二端口网络是指具有两个端口的电路网络，通常由电阻、电容、电感等元件组 成。
级联连接
总结词
两个二端口网络在电路中以级联的方式连接，它们共享输入和输出端，形成一个更复杂的网络结构。
详细描述
在级联连接中，一个二端口的输出端连接到另一个二端口的输入端，形成一个连续的电路路径。这种 连接方式可以构建更复杂的电路结构，实现更丰富的功能。级联连接时需要注意信号的匹配和阻抗的 连续性，以避免信号失真和反射。
在并联连接中，两个二端口的输入端和输出端分别相连，共享相同的电压源。每 个二端口网络独立处理电流，不受其他网络影响。这种连接方式常用于需要增加 元件数量或提高系统容错能力的电路中。
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项目五二端口网络基本要求1. 掌握二端口网络的概念;2. 熟悉二端口网络的方程（Z、Y、H、T）及参数;3. 理解二端口网络等效的概念和计算方法;4. 理解二端口网络的输入电阻、输出电阻和特性阻抗的定义重点●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●二端口网络的连接方式以及等效难点二端口网络的T形和 形等效电路分析计算任务1 二端口网络方程和参数1..二端口网络一个网络，如果有n个端子可以与外电路连接，则称为n端网络，如图5.1(a)所示。
如果有n对端可以与外电路连接，且满足端口条件，则称为n端口网络，如图5.1(b)所示。
仅有一个端口的网络称为一端口网络或单端口网络，如图5.1(c)所示。
只有两个端口的网络称为二端口网络或双端口网络，如图5.1(d)所示。
图5.1 端口网络框图2.二端口网络Z 方程和Z 参数1)Z 方程图5.2 线性二端口网络图5.3 线性二端口网络二端口的Z 参数方程是一组以二端口网络的电流1I 和2I 表征电压1U 和2U 的方程。
二端口网络以电流1I 和2I 作为独立变量，电压1U 和2U 作为待求量，根据置换定理，二端口网络端口的外部电路总是可以用电流源替代，如图5.2和图5.311111222211222U Z I Z I U Z I Z I ⎫=+⎪⎬=+⎪⎭2)Z 参数Z 参数具有阻抗的性质，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11Z 为输出端口开路时，输入端口的入端阻抗；22Z 为输入端口开路时，输出端口的入端阻抗；12Z 为输入端口开路时，输入端口电压与输出端口电流构成的转移阻抗； 21Z 为输出端口开路时，输出电压与输入电流构成的转移阻抗。
3)Z 方程矩阵形式[]11121112122222 Z Z U I I Z Z Z U I I ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭其中 Z []11122122ZZ Z Z Z ⎛⎫== ⎪⎝⎭称为二端口的Z 参数矩阵，也称开路阻抗矩阵。
4)举例例5-1 图5.4为电阻网络，求该二端口网络的Z 参数矩阵。
解：21111111022222204444I I U I Z I I U I Z I I =====Ω===Ω 12121222021211102222I I U I Z II U I Z I I =====Ω===ΩZ 参数矩阵：Z 4224⎛⎫=Ω ⎪⎝⎭图5.4 例5-1图3. 二端口网络Y 方程和Y 参数1)Y 方程Y 方程是一组以二端口网络的电压1U 和2U 表征电流1I 和2I 的方程。
二端口网络以电压1U 和2U 作为独立变量，电流1I 和2I 为待求量，根据置换定理，将二端口网络端口的外部电路用电压源替代，如图5.5.11111222211222I Y U Y U I Y U Y U ⎫=+⎪⎬=+⎪⎭图5.5 Y 参数方程2) Y 参数Y 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。
11Y 为输出端口短路时，输入端口的入端导纳；22Y 为输入端口短路时，输出端口的入端导纳；12Y 为输入端口短路时，输入端口电流与输出端口电压构成的转移导纳； 21Y 为输出端口短路时，输出端口电流与输入端口电压构成的转移导纳。
3.矩阵形式[]11121112122222 Y Y I U U Y Y Y I U U ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭其中 []11122122Y Y Y Y Y ⎛⎫== ⎪⎝⎭Y称为二端口的Y 参数矩阵，也称短路导纳矩阵。
对于同一二端口网络，Z 参数矩阵和Y 参数矩阵的关系互为逆关系，即[][]1Z Y -= [][]1Y Z -= 4)举例例5-2 求图5.6(a)所示二端口的Y 参数矩阵。
图5.6 例5-2图解：这个端口的结构比较简单，是一个∏形电路。
如图5.6(b)所示，把端口22'-短路，在端口11'-上外加电压1U ，可求得11a b ()I U Y Y =+21b I U Y -=式中2I 前有负号是由指定的电流和电压参考方向造成的。
根据定义可求得2111a b 10UI Y Y Y U ===+ 2221b10UI Y Y U ===- 同样，把端口11'-短路，并在端口22'-上外施电压2U ，则可得到12b Y Y =- 22b cY Y Y =+ 由此可见，1221Y Y =abb bb c Y Y Y Y Y Y Y +-⎛⎫= ⎪-+⎝⎭4 . 二端口网络T 方程和T 参数1)T 方程T 方程是一组以二端口网络的输出端口电压2U 和电流2I 表征入口电压1U 和电流1I 的方程 ，二端口网络以2U 和2I 作为独立变量，1U 和1I 为待求量。
111222121221222121()1()Z Z U U I Z Z Z I U I Z Z ⎫=+-⎪⎪⎬⎪=+-⎪⎭式中11221221Z Z Z Z Z =-。
将上式中的各系数分别用A 、B 、C 、D 来表示，则有一般形式122122()()U AU B I I CUD I ⎫=+-⎪⎬=+-⎪⎭如图5.8所示。
图5.8 T 参数方程2)参数A 为输出端口开路时的电压比；B 为输出端口短路时的转移阻抗；C 为输出端口开路时的转移导纳；D 为输出端口短路时的电流比。
3.矩阵形式[]122122 A B U U U T C D I I I ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭其中 A B C D ⎛⎫= ⎪⎝⎭T式中，T 称为传输矩阵。
3)举例例5-4 图5.9所示为一RC 网络，试求其T 矩阵。
图5.9 例5-4图解： 2121j 1j 1j I R U CA CR U Cωωω=+===+ 21121U U RI B R I I ====- 211211j I I I C j C U I Cωω==== 211211U I I D I I ====- 所以1j j 1CR R C ωω+⎛⎫= ⎪⎝⎭T5. 二端口网络H 方程和H 参数1)H 方程H 方程是一组以二端口网络的电流1I 和电压2U 表征电压1U 和电流2I 的方程，即以1I 和另一端口的电压2U 为独立变量，1U 和另一端口电流2I 作为待求量，方程的结构为11111222211222U H I H U I H I H U ⎫=+⎪⎬=+⎪⎭2. H 参数11H 为输出端口短路时，输入端口的入端阻抗；21H 为输出端口短路时，输出端口短路电流与输入端口的入端电流之比值； 12H 为输入端口开路时，输入和输出端口电压的比值； 22H 为输入端口开路时，输出端口的入端导纳。
3.矩阵形式[]11121112122222 HH U I I H H H I U U ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭(5-16) 其中 11122122HH H H ⎛⎫= ⎪⎝⎭H (5-17)式中H 称为二端口的H 参数矩阵。
晶体管常用的是H 参数的二端口等效电路。
4)举例例5-5 求图5.10(a)所示二端口网络的H 参数。
解：在输入端口加1U，输出端口短接，如图5.10(b)所示，则有图5.10 例5-5图2111111099UU U H I U ====ΩΩ212211101144U I I H I I =-===-将输入端口断路，根据定义得1112214I U H U ===122225S 48I I H U ===19415448H ⎛⎫ ⎪⎪= ⎪- ⎪⎝⎭6. 二端口网络的参数互换同一二端口网络可以用不同参数矩阵来表示其端口的特征。
具体采用哪种矩阵参数进行分析和计算要根据实际需要而定。
各种不同参数矩阵可以进行相互转换，二端口网络的参数矩阵转换见表5.1。
表5.1 二端口网络的参数互换任务2 二端口网络连接和等效二端口网络的连接指的是各子二端口网络之间的连接及连接方式。
二端口网络的连接方式很多，基本的连接方式有三种：串联连接、并联连接及级联。
1. 二端口网络的串联两个或两个以上二端口网络的对应端口分别作串联连接称为二端口网络的串联，如图5.12所示。
图5.12 无源双端口网络的串联串联的二端口网络的端口电压为1111111112122()()U U U Z Z I Z Z I '''''''''=+=+++ 2222121122222()()U U U Z Z I Z Z I '''''''''=+=+++ 矩阵形式[][][]Z Z Z '''=+2 . 二端口网络的并联两个或两个以上二端口网络的对应端口分别作并联连接称为二端口网络的并联，如图5.13所示。
图5.13 无源双端口网络的并联二端口网络的电流为1111122222I I I U U Y Y I I I U U ''''''⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫'''=+=+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪''''''⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭[]1122 U U Y Y Y U U ⎛⎫⎛⎫'''=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭其中Y 为1P 和2P 两个二端口并联后总的参数矩阵3. 二端口网络的级联设有两个或两个以上二端口网络，上一级二端口网络的输出端口与下一级二端口网络的输入端口作对应的连接，称为二端口网络的级联，如图5.14所示。
图5.14 双端口网络级联11212112122222U U U U U T T T T I I I I I U U T T T I I ''''''⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫'''''==== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪''''''--⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫'''== ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭4. 二端口网络等效1) 二端口网络两种等效电路二端口网络的等效电路必须和原网络具有相同的外特性。
满足互易特性的无源线性二端口网络，有3个独立的参数，所以可由3个阻抗或3个导纳组成等效电路，这种网络有T 形电路或∏形电路，如图5.17所示。
图5.17 二端口网络的等效电路2)电阻星形—三角形等效变换T 形或∏形等效电路也可用串、并联以外的另一种连接方式来表示，即星形(Y )连接和三角形(△)连接。