CH16 二端口网络
本章介绍二端口(网络)及其方程,二端口的Y、Z、A、H等参数矩阵以及它们之间的相互关系,还介绍转移函数,T型和Π型等效电路及二端口的连接,最后介绍回转器和负阻抗变换器。
§16-1 二端口网络的基本概念
教学目的:学习二端口网络的概念,了解常见的二端口。
教学重点:二端口网络的基本概念。
教学难点:二端口和一端口的区别。
教学方法:课堂讲授。
教学内容:
一、二端网络(一端口网络):
通过引出一对端钮与外电路连接的网络常称为二端网络,通常分为两类即无源二端网络和有源二端网络。
二端网络中电流从一个端钮流入,从另一个端钮流出,这样一对端钮形成了网络的一个端口,故二端网络也称为一端口网络。如图。在正弦稳态电路中,
可见,端口的两个物理量仅需一个参数去联系。
二、四端网络(二端口网络):
定义:如图所示,该四端网络如果满足,,,则称该网络为二端口网络。其中,11′ 端口称为输入端口,22′ 端口称为输出端口。在输入端口处加上激励,在输出端口处产生响应。
对于线性无源的二端口网络,端口共有四个物理量, 要研究端口的电压和电流之间的关系,任选其中两个为自变量,则另外两个就为因变量。
可见,两个端口上的四个物理量需四个参数去联系。根据不同的组合方式,就有六种不同的二端口参数方程,这里只介绍常用的四种参数。
可逆二端口网络:满足互易定理的二端口网络。
对称二端口网络:如果将二端口网络的输入端口(端口11′)与输出端口(端口22′)对调后,其各端口电流、电压关系均不改变,这种二端口网络称为对称二端口网络,这种网络从联接结构看也是对称的。
§16-2 二端口网络的方程及参数
教学目的:二端口网络的方程及其参数。
教学重点:二端口网络的Y、Z、A、H参数方程。
教学难点:二端口网络Y、Z参数方程的求解。
教学方法:课堂讲授。
教学内容:
一、Y参数
1.Y参数方程和短路导纳矩阵
如图,取作自变量,作因变量
,称为 短路导纳矩阵。
记为
,统称为Y参数,属于复导纳性质。
2.Y参数物理意义
(1)
(2)
(3)
(4) 可见,Y参数又叫短路导纳参数。
3.结论:可逆二端口满足 。
对称二端口满足 ,。
[例]:
求如图所示二端口的Y参数。
[解]:
(按Y参数的定义计算)
二、Z参数
1.Z参数方程和开路阻抗矩阵
记为
其中
Z参数又叫开路阻抗参数。
2.结论:可逆二端口满足 。
对称二端口满足 , 。
对于给定的二端口网络,有的只有Z参数,没有Y参数。也有的二端口网络却相反,没有Z参数,只有Y参数。还有的二端口网络既没有Z参数,也没有Y参数,如理想变压器。
对于大多数二端口网络既可用Z参数表示,也可用Y参数表示。
此外还可用下述其他形式的参数表示。
三、A,H参数简介
§16-3 二端口网络的等效电路
教学目的:学习二端口网络的等效电路。
教学重点:T型和型等效电路。
教学难点:含CS的二端口等效电路。
教学方法:课堂讲授。
教学内容:
一、等效T型电路:
等效电路如下图:
二、等效型电路
可逆时 ,
等效电路如下图:
含CS的二端口等效电路(图略)
§16-4 二端口网络的连接
教学目的:学习二端口网络的几种连接形式。
教学重点:二端口级联、串联、并联时的参数方程。
教学难点:二端口级联、串联、并联时参数方程的求解。
教学方法:课堂讲授。
教学内容:
一、二端口网络的级联
二、二端口网络的并联
即:几个二端口网络并联后等效Y参数矩阵等于各个二端口网络Y参数矩阵之和。
三、二端口网络的串联:
即:几个二端口网络串联后等效Z参数矩阵等于各个二端口网络Z参数矩阵之和。
[例]:教材习题16-11
[解]:略。
§16-5 回转器和负阻抗变换器(略)