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西安电子科技大学电路基础课件第
I20
Z1(Z2Z3) Z1Z2Z3
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a
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9
例3 如图电路,已知US = 15V,RS = 2Ω,N的z参数矩阵
西 安 电 子 科
解
Z
7 3
43
,若RL = 2Ω,求U2及二端口电路吸收的功率。
列二端口电路的Z方程,得 U1 = 7I1 + 3I2 (1)
RS
I1
第 8-4 页
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4
一、 Z参数方程和Y参数方程
1、开路参数
西
I1
I2
安 电 子
(1)Z方程
科
I 1
U1
二端口电路N
U2
I 2
技 大
由叠加原理有
学
电 路 与 系 统 多
U1 z11I1 z12I2 U2 z21I1 z22I2
称二端口电路N的 Z方程
媒
体 室
z11、z12 、 z21 、 z22称Z参数。
16
A参数的常用求法有(1)利用物理意义;(2)由其他方程推出A方程。
例1 如图电路求其A参数矩阵。
I1
I 2
西 安 电 子 科 技 大 学 电 路 与 系 统 多 媒 体 室 制 作
解法一: 根据物理意义
1
a11 UU12
R
j C
I20
1
1 j CR
R
U 1
1 j C
U 2
j C
a2 1UI12
第 8-6 页
a
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6
结构对称电路一定是电气对称的,反之,则不一定。
西 例,如下两图均为结构对称的,显然也是电气对称的。
安
电
子 科 技 大 学
2Ω
2Ω 3Ω
Z
5 3
53
3Ω
2Ω
15/8 9/8
3Ω Z9/8 15/8
电
路
与 例,如下图的结构不对称,但电气对称。
系
统
多
媒 体
12Ω
多 媒 体
U 2 R c ( I 2 I 1 ) R e ( I 1 I 2 ) ( R e R c ) I 1 ( R c R e ) I 2
室
制
作 z参数矩阵为
ZRR ebRR ec
Re RcRe
第 8-8 页
a
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8
西 安 电 子
例2 如图电路求其Z参数中的z21、z12和z11 。 解 用物理含义求,比较简单。
解得 PN =
I1 = 2A, I2 U1 I1 + U2 I2
= =
1-11×A2代+入2×((1-)1()4)=得2U0 1W=11V,
U2=2V
第 8-10 页
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a
10
2、短路参数 (1)Y方程
西 安 电
选I1U和 1和IU2为2为应自变变量量,以 U 1
I1 U1
二端口电路N
I2
技 大 学 电
U2 = 3I1 + 4I2 (2) 列出输入口KVL方程,有
N US U1
U2
RL
路 与 系 统
对URSL=,2由I1 欧+ U姆1 定律(3)得
多 媒 体
(1U)代2 =入-(23I)2及(2)代(4入) (4)并整理得
室 制
9I1 + 3I2 = US = 15
作
3I1 + 6I2 = 0
制
作
矩阵Z
=
z11
z
21
z12 z 22
称为z矩阵。
U U12zz1211 zz1222II12
第 8-5 页
a
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5
西 安
(2)Z参数的物理意义:
z11
U 1 I1
I2 0 出口开路时的输入阻抗
U1 U2
z11I1 z12I2 z21I1 z22I2
电 子 科 技 大 学 电 路 与 系 统 多 媒 体
,zz1z122 z1z221
学 电
z z
路
与
系 统
若二端口电路为互易电路,则有
多
媒 体
y12 = y21
室 制
若二端口电路为对称电路,则有
作
y12= y21,y11= y22。
第 8-13 页
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13
二、 A参数方程 1、A参数
西 (1)A方程或传输方程
安 电
当研究信号从输入口到输出口传输的有关问题时,以输出端
体 室 制 作
y2
2
I2 U 2
U10
入口短路时的输出导纳
常称为短路导纳参数。
第 8-12 页
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12
(3)Y矩阵与Z矩阵的关系:
Y = Z –1,即
西
安 电 子 科 技 大
y y1 21 1y y1 22 2zz1 21 1zz1 22 21 z z2z221
z12
z
z11
U 1
R
大
学
电 由第二个方程得
路 与
I1jCU 2(I2)
系
统
多 媒 体
代入第一个方程得
U 1(1j
C)U R 2R (I2)
室
制 作
故
1jCRR()
A
jC(S)
1
I 2
1 j C
U 2
第 8-18 页
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18
例2 如图电路, US = 10V,N中不含独立源,N的传输参数矩阵为
子 科 技 大
可U 2解和得I 2 作为自变量,以U 1 和
I1 作应变量比较方便。由Z方程
学 电 路 与
U 1
z11 z 21
U 2
|Z| z 21
(I2 )
系
统 多 媒 体
I1
1 z 21
U 2
z 22 z 21
(I2 )
式中,|Z| = z11z22 – z12z21
室
制 作
将上式的各系数分别记为a11、a12 、 a21 和 a22 ,称为电路的A
自 自 自 自 应 应 应 应 自 变 变 变 变 变 变 变 变 U U U IU 变 IU IU U 1 1 I1 1 1 2,1 1 1 ,1 ,,U 2 U ,,量 I,I ,IU I量 量 I2 2 2 II2 量 I量 量 量 2 1 量 2 2 量 2 1 U U II 1 2 1 2 U I U II U 2 U 1 1 2 2 a 1 a b 2 1 b 2 1 21 y y U g 1 U g U h 1 1 U h 1 1 2 1 z z2 1 2 1 2 1 U 2 1 U U 1 1 U I1 I1 1 1 I1 I1 1 1 1 1 1 1 a b a b 2 1 2 1y h y g h z g 2 2 z 2 (2 1 ((1 2 1 2 2 U U U 2 II2 II2 I2 2 I2 I2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 ))
RL = ?,其上获得最大功率?PLmax=?
西 安 电
解
对除RL之外的电路进行戴维南等效,
2 8 A0.5S 2.5
子 科
用外加电流源法求端口2的伏安关系:
技 大
列二端口电路的A方程,得
学
电 路 与 系 统 多 媒
US = 2U2 + 8(-I2) 故所因以此U2U=OC5=+54VI,2 R0 = 4Ω
第 8-11 页
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11
(2)Y参数的物理意义: I1 y11U1 y12U2
西 安 电 子 科
y11
I1 U1
U2 0
I2 y21U1 y22U2
出口短路时的输入导纳
技 大 学 电 路 与 系 统 多 媒
y21 y1 2
I2 UI11 U 2
U2 0 U10
出口短路时的转移导纳 入口短路时的转移导纳
8.4 二端口网络的级联
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1
实际的电路通常比较复杂,除使用二端元件外,还广泛使用 多端子器件,如集成电路。这种电路称为多端电路。
西
安电1
子 科 技
大2
学
二
端
三端电路
1
电
1
2
路
3
2
四端电路
3
·
·
2 3
·
1
n端 电 路 ·
4
·
电
n
路 与 系
端口(port)的概念:端口电流的关系: ik= ik’ ,
8.1 二端口网络的方程与参数
一、Z参数方程和Y参数方程
西 安
二、A参数方程
电 子
三、H参数方程
科 技
四、各种参数之间的关系
大 学
8.2 二端口网络的网络函数
电 路
一、用Z参数表示网络函数
与
系
二、用A参数表示网络函数
统
多
三、特性阻抗
媒
体
8.3 二端口网络的等效
室
制
一、二端口网络的Z参数等效电路
作
二、二端口网络的Y参数等效电路
N US
I2 U R2 L