电路教案第16章二端口网络
16二端口网络

式中:△z = z11 z22 - z12z21、 △y = y11 y22 - y12y21
并非所有的二端口均有Z,Y 参数。
+
I1
Z
I2
+
U1 U 2 Z ( I1 I 2 )
Z Z Z Z Z
1
U1
U2
YZ
不存在
例16-2 求图中T形电路的Z参数。 解: 方法1:列电路方程法。
I2 y22 |U1 0 U2
入口短路时 的输出导纳
Y参数具有导纳的量纲, 而且是在端口短路的
情况下, 通过计算或测量得到的, 因此称为短路导
I1 y11 将Y方程写成矩阵形式为: I 2 y 21
纳参数。
y12 U 1 y 22 U 2
第十六章
二端口网络
本章内容
概述 两端口的参数和方程 两端口的等效电路 两端口的连接
§16-1
二端口概述
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……四端网络。
R C C
滤波器
一. 端口 (port)
+ u1 i1 ′ i1 + u1 i1 i1′ i2 + u2
出端导纳
互易性和对称性
互易二端口:
对称二端口:
H12 H 21
H11 H 22 H12 H 21 1
I1
I2
+ R1
例题:求三极 管等效电路的 H参数
+
U1
β I1
R2 U 2
第16章二端口网络A

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 i2' i2 i i2
端口条件破坏
二. 二端口网络研究的问题
+
i1
u1 –
i1
线性RLCM 受控源
例:
E
i2
+
u2 – i2
Z参数又称开路阻抗参数
互易二端口 对称二端口
Z12Z21 Z11Z22 (Z12Z21)
则 例
YZ1 ZY 1
•
I1
Za
Zc
+
•
U1
Zb
•
r I1
+
•
I2
+
•
U2
U U 2 1 r Z I a 1 I 1 Z c Z I b 2 ( I 1 Z b ( I I 2 1 ) I 2 ) ZZraZZbb
YYaYYbb
Yb Yb Yc
若 Ya=Yc 有 Y11=Y22 (电气对称),称为对称二端口。 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。
二、Z 参数和方程
R
C
C
滤波器 n:1
三极管
变压器
传输线
端口条件i入i出
2. 二端口网络与四端网络
电路课件 电路16 二端口网络

12
16-2 二端口的方程和参数
Z参数计算或试验测量 (1)
设2-2’开路,即 由式(16-2)得:
只在1-1’施加电流源
图16-5(a)。
• Z11称2-2’开路时1-1’开路输入阻抗,Z21称2-2’开路 时 2-2’与1-1’间开路转移阻抗。
2019年2月3日星期日 第十六章 二端口网络
13
17
16-2 二端口的方程和参数
Z和Y参数及其他形式的参数
Y参数和Z参数都可用来描述二端口的端口外特性。 如一个二端口Y参数确定,一般可用式16-3求Z参数。反 之亦然(参阅表16-1)。 但许多工程实际问题中,希望找到一个端口电流、电压 与另一端口电流、电压间直接关系。如:放大器、滤波 器输入和输出间关系;传输线始端和终端间关系。 另外,有些二端口并不同时存在阻抗矩阵和导纳矩阵表 达式;或者既无阻抗矩阵表达式,又无导纳矩阵表达式。 如理想变压器属这类二端口。 意味着某些二端口宜用除Z和Y参数以外其他形式的参数 描述其端口外特性。
2019年2月3日星期日 第十六章 二端口网络
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16-2 二端口的方程和参数
图16-2线性二端口。按正弦稳态情况考虑,用相量法 (可用运算法)。端口 1-1’ 和 2-2’ 处电流、电压相量 参考方向如图。设两端口电压 和 已知,可用替代定 理把两端口电压 和 看作外施独立电压源。根据叠 加定理, 和 分别等于各独立电压源单独作用时产生 电流之和,即
2019年2月3日星期日 第十六章 二端口网络
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16-3 二端口的等效电路
给定二端口Z参数,确定等效T形电路
如给定二端口 Z 参数,确定等效 T 形电路 [ 图 16-8(a)] 中 Z1、Z2、Z3值,先写出T形电路回路电流方程 Z参数表示的网络方程式(16-2)中,由于Z12=Z21,将式 (16-2)改写为
电路课件 电路16 二端口网络

意味着某些二端口宜用除Z和Y参数以外其他形式的参数 描述其端口外特性。
2019/9/19
第十六章 二端口网络 18
16-2 二端口的方程和参数
二端口一般参数、传输参数、T参数或A参数 -1
• 由3个阻抗(或导纳)组成二端口只有两种形式,即T形、
Π型电路(图16-8a、b)。
2019/9/19
第十六章 二端口网络 27
16-3 二端口的等效电路
给定二端口Z参数,确定等效T形电路
如给定二端口Z参数,确定等效T形电路[图16-8(a)]中 Z1、Z2、Z3值,先写出T形电路回路电流方程
第十六章 二端口网络 12
16-2 二端口的方程和参数
Z参数计算或试验测量 (1)
设2-2’开路,即 由式(16-2)得:
只在1-1’施加电流源 图16-5(a)。
• Z11称2-2’开路时1-1’开路输入阻抗,Z21称2-2’开路时 2-2’与1-1’间开路转移阻抗。
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第十六章 二端口网络 13
把1-1’短路,2-2’外施电压 则可得: Y12=-Yb Y22=Yb+Yc
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第十六章 二端口网络 10
对称的二端口 16-2 二端口的方程和参数
由 性该R、例L可(M见)、,CY元12=件Y构21成。任根何据无互源易二定端理口不,难Y证12=明Y,21线总 成立。对任何一个无源线性二端口,只要3个独立参 数足以表征性能。
Y11表示2-2’短路时,1-1’处输入导纳或驱动点导纳; Y21 表 示 2-2’ 短 路 时 , 2-2’ 与 1-1’ 间 转 移 导 纳 , 因 Y21 是 与 的比值,表示一个端口电流与另一个端口电压间关 系。
第十六章 二端口网络

例: I1 1 U1 1′ ′
8 –
5 2 2 I1
求二端口网络的Z参数 求二端口网络的 参数 I2 2 U2 2′ ′ Z12=2 Z22=7 2 7 方法一: 方法一:根据参数的定义 解:①令 I2=0 U1=8 I1+2 I1–2 I1=8 I1 U1 =8 Z11= I1 I2 =0 U2=2 I1–2 I1=0 U2 =0 Z21= I1 I2 =0
利用网孔电流法, 利用网孔电流法,列方程 Z11 I1 12 I2 +Z +… … +Z1l Il= U1 Z21 I1+Z22 I2+… … +Z2l Il= U2 Z31 I1+Z32 I2+… … +Z3l Il=0 … …
矩阵形式 Y11 Y12 U1 I1 Zl1I1 +Zl2 I2+… … +Zll Il=0 = Y21 Y22 U2 I2 方程中 I3… Il为N中的网孔电流 中的网孔电流
5 I2–8 I1– U2=0 5 U – 8 – =0 I1 U2 7 2 1 = – 28 Y12= U2 U1=0 I1
可见: 可见:含有受控源 的二端网络Y12≠Y21 的二端网络 ≠
方法二: 方法二:利用结点电压法 I1 8U 5 I2 n U1 U2 2 I1 1 2 + – 8 2 =5 U1+8U2 –40 I1 5 Un = 2 1 1 1 33 + + U1 8 5 2 U2 2 I1 8 I1=U1– Un 1′ ′ 2′ ′ Y11= 1 1 8 从上面两式可解出: 从上面两式可解出: I1= U1 – 1 U2 1 8 28 Y12= – 28 同理: 同理: 5 I2=U2– Un 1 – 1 将 Un , 1 代入,可解出: I 代入,可解出: 28 8 Y= Y21=0 1 1 I2= 0U1+ 7 U2 0 1 7 Y22= 7 可见:含受控源的电路Y 可见:含受控源的电路 12≠Y21. – +
电路课件电路16二端口网络

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16-2 二端口的方程和参数
Z参数计算或试验测量 (2)
同理,1-1’开路,即 5(b) ,由式(16-2)得:
在2-2’加电流源
图16-
• Z12是1-1’开路时1-1’与2-2’间开路转移阻抗,Z22是1-1’ 开路时2-2’开路输入阻抗。
2018年12月24日星期 第十六章 二端口网络
2018年12月24日星期 第十六章 二端口网络
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16-2 二端口的方程和参数
Z参数
设图16-2所示二端口的 和 已知,可用替代 定理把 和 看作是外施电流源的电流。 根据叠加定理, 应等于各个电流源单独 作用时产生的电压之和,即
•式中Z11、Z12、Z21、Z22称Z参数,具有阻抗性质
2018年12月24日星期 第十六章 二端口网络
把1-1’短路,2-2’外施电压 Y12=-Yb Y22=Yb+Yc
2018年12月24日星期
则可得:
第十六章 二端口网络
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16-2 二端口的方程和参数
对称的二端口
由该例可见,Y12=Y21。根据互易定理不难证明,线性 R、L(M)、C元件构成任何无源二端口,Y12=Y21总成 立。对任何一个无源线性二端口,只要3个独立参数足 以表征性能。 如二端口Y参数,除Y12=Y21外,还有Y11=Y22,则1-1’ 和 2-2’互换位置后与外电路连接,外部特性不会变化。 即这种二端口从任一端口看进去,电气特性一样,称 电气上对称,简称对称二端口。结构上对称的二端口 一定对称。 例16-1Π型电路,如Ya=Yc,结构上就对称,有Y11= Y22。但电气上对称并不一定意味着结构上对称。显然, 对称二端口Y参数,只有2个独立。
第十六章二端口网络优秀课件

1. 确定二端口处电压、电流之间的关系,写出参数矩阵, 在分析中一般使用相量法或运算法。
2. 利用端口参数比较不同的二端口的性能和作用。
3. 对于给定的一种二端口参数矩阵,会求其它的参数矩阵。
4. 对于复杂的二端口,可以看作由若干简单的二端口组 成。由各简单的二端口参数推导出复杂的二端口参数。
16-2 二端口的方程和参数
+ i1 u1 -
i2 + u2 -
端口物理量4个 i1 i2 u1 u2
下:
•
•
I1
•
U1
•
I2 U 2
•
•
U
•
1
U
•
2
I1 I2
•
•
U
•
1
I1
•
I2 U 2
假 一、设Y 端 参数口 和U 方1电 和 程U压 2已知• , + I• 1
端口电 I1和 流 I2未知 •
U1
•
-
线性 无源
•
I2
+
•
-U 2
U
•
1
I1
•
U 2 I2
端U1口和电U流2共同I1和 作用I可2 产视生为。
1
外
NS
电
1 Req +
路
uoc
1’
1’
-
(a)
1 +
外电路 开路电压
第016章二端口网络

即:U1
Y22 Δ
I1
Y12 Δ
I2
Z11I1
Z12I2
U2
ΔY21I1
YΔ11I2
Z21I1
Z22I2
线性 无源
+U 2 -
Z参数的计算和实验测定:
Z11
U1 I1
I2 0
Z12
U1 I2
I10
Z2
1
U2 I1
I2 0
17
三、T (A)参数 (传输参数)和方程:
I1Y1U 11Y12U2 I2 Y2U 11Y22U2
(1) (2)
由(2)得:U 1Y Y2 22 1U 2Y121I2
(3)
将(3)代入(1)得: I1Y12Y1YY 12212U 2Y Y1211I2
Ya Yc g U 1
+
U 2
I2
(Y aY b)U 1Y bU 2I1
(Y aY b)U 1Y bU 2I1
Y b U 1 (Y b Y c)U 2 I 2 g U 1 (Y b g )U 1 (Y b Y c )U 2 I 2
Y11
I1 U1
U2 0
Ya Yb
Y21
I2 U1
U2 0 Yb g
Yb
I2
+
Ya Yc g U 1
U 2
Y12
I1 U 2
U1 0
Yb
Y22
I2 U 2
U1 0
Yb Yc
12
又解: 结点电压法
I1
+ I1 U 1
Yb
I2
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电路教案第16章二端口网络
教学目标:
1.了解二端口电路的基本概念和特性。
2.掌握二端口网络的矩阵描述方法。
3.掌握二端口网络的参数化描述方法。
教学准备:
教材、讲义、黑板、白板、投影仪、计算机、实验装置等。
教学过程:
一、引入(10分钟)
1.教师通过提问的方式,引导学生回顾一端口电路的内容。
2.通过引入实际生活中的例子,如声学系统、通信系统等,引导学生了解二端口电路的概念。
二、理论讲解(40分钟)
1.二端口电路的基本概念和特性:
a.什么是二端口电路?
b.二端口电路的输入端口和输出端口。
c.二端口电路的参数:传输参数、散射参数、互阻参数和互导参数。
d.二端口电路的特性:传输特性、散射特性。
2.二端口网络的矩阵描述方法:
a.传输矩阵(ABCD参数)的定义和计算方法。
b.传输矩阵的特性和应用。
3.二端口网络的参数化描述方法:
a.K参数的定义和计算方法。
b.K参数的特性和应用。
三、实例分析(30分钟)
1.教师通过实例分析的方式,讲解如何使用传输矩阵和K参数对二端口网络进行分析和设计。
2.学生根据所学知识,结合实例进行讨论,加深对二端口电路的理解和应用能力。
四、实践操作(30分钟)
1.学生根据教师的指导,使用实验装置进行实验操作。
2.学生通过实验,掌握使用传输矩阵和K参数对二端口电路进行测量和分析的方法和技巧。
五、小结(10分钟)
1.回顾本节课的学习内容和重点。
2.强调二端口电路的重要性和应用领域。
3.鼓励学生在日常学习中多进行实践操作,提高实际应用能力。
教学反思:
本节课通过引入实际例子,结合理论讲解和实例分析,使学生对二端口电路有了更深入的了解。
通过实践操作,让学生掌握了使用传输矩阵和K参数对二端口电路进行测量和分析的方法和技巧。
但由于时间限制,实践操作可能不够充分,需要在后续的教学中加强实践环节。