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合肥工业大学电路分析

11.1 二端口网络 11.2 具有端接的二端口 11.3 二端口网络的连接 11.4 互易二端口 11.5 含源二端口网络 11.6 运算放大器电路 11.7 回转器和负阻抗变换器 11.8 应用
11.1 二端口网络
端口条件: i1 i1 i2 i2
满足端口条件的为二端口网络,否则为四端网络。
教学提示
1、熟悉二端口网络的定义,并且能够计算线性无源二 端口网络的Z参数、Y参数、H参数、T参数;
2、一般了解转移函数;二端口网络的联接等知识;
3、了解运算放大器的等效电路及端口特性,掌握分析 具有理想运算放大器电阻电路
4、能够分析回转器或含有回转器元件的线性网络,了 解负阻抗变换器知识。
章节内容
22‘ 端短路时的
正向转移导纳;
N
U&1
y12

I1 U2
U1 0
11‘ 端短路时的
反向转移导纳;
求 y12和y22 的电路
y22

I2 U2
U1 0
11‘ 端短路时22’
端的策动点导纳
Y参数特点
1) 均有导纳的量纲。(故称之为Y参数) 2) y11和y22为策动点函数,
Homeworks! 11-1,11-2,11-3,11-4,11-6,11-7; 11-8,11-9,11-15,11-17,11-20。
教学要点
二端口网络的Z参数、Y参数、H参数、T参数; 二端口网络的转移函数;二端口网络的联接;
互易的二端口; 运算放大器的电路模型与分析; 回转器和负阻抗变换器。

I&1 2I&2
2
I& I&
由图中结点①可得 2I& I&2 I&,即 I& I&2 ,代入上式可得
UU&&12

I&1 I&2
2I&2
即:
Z

1 0
2
1

该例中z12 z21。一般当电路中含有受控源时,z12 z21
2. Y 参数
I& 1
——22'端开路时的输入阻抗

z21

U2

I1

I 2 0
——22'端开路时的转移阻抗
1
2


I&1 U&1
N
U&2


1'
2'
求z11和z21的电路
1
2


U&1
N
U&2 I&2


1' 求z12和z22 的电路 2'

z12

U1

I2

I 1 0
——11'端开路时的 反向转移阻抗

z22
1)、定义方法:采用一端口开路,外加电源; 2)、直接列写方程:找到[U]=[Z][I]中的系数即可。
例11-1 如图的二端口网络又称为T形电路,求其Z参数。
解 按定义可求得该网络的Z参数
R
jL
.
z11

U1
.
I1
.
I2 0

R
1
jC
.
z12

U1
.
I2
.
I1 0

1
jC
.
z21

U2
11.1.1 网络参数与方程
本节介绍其中常用的四种。先采用正弦稳态电路相量 法分析二端口网络。 其实变量采用运算法也可以!
二端口网络的四个端口变量:I1、I2及U1、U2 。
参考方向取为下图所示方向:
I1
1
2
I2
+
+
U 1
N
U 2
_
_
1'
2'
其中N 表示无 独立源的线性 二端口网络。
1 i1 +
i2 2 +
i1 1
i3 3
u1 _
N
u2 _
1' i1'
i2' 2'
(a) 二端口网络
N
2 i2
i4 4
(b) 四端网络
二端口网络可由四个
电路变量描述网络端口特 性,它们是11' 端口的电压 u1和电流i1,22' 端口的电 压u2和电流i2 。
四端网络,其4个端电流满足
i1 + i2 + i3 + i4 = 0 本节研究由线性电阻、电 容、电感、互感及受控源组成 的且不含独立源及非零初始条 件的线性定常二端口网络。
.
I1
.
I2 0

1
jC
—j1—C
.
z22

U2
.
I2
.
I1 0

jL
1
jC
该二端口网络有 z12 = z21 。
补例1:求其Z 参数。
I&1

U&1
Za
Zc Zb
I&2 + U&2
直接可写出:


U1 Za I1 Z(b I1 I2)(Za Zb)I1 Zb I2
U2 Zc I2 Z(b I2 I1) Zb I1 (Zb Zc)I2
于是,得:
Z

Za

Z
b

Zb
Zb
Z
b

Z
c

思考:Z的计算,抓住电路方程是很好的计算方法!
例11-2 求如图所示二端口网络的Z参数。
ห้องสมุดไป่ตู้
解:列写二端口网络 端口的伏安关系为
UU&&21

z11

z21
z12 z22


II12

Z

II12
因变量
Z

z11

z21
自变量
z12
z22

——Z参数矩阵
Z 参数的四个值
U1 z11I1 z12I2

z11

U1

I1

I 2 0
U2 z21I1 z22I2
y12
y22

——Y参数矩阵
Y 参数的4个值
I&1
I&2
I1 y11U1 y12U2 I2 y21U1 y22U2
U&1
N
y11

I1 U1
U2 0
22‘ 端短路时11’
端的策动点导纳;
求 y11和y21的电路
I&1
I&2
y21

I2 U1
U2 0
U&1
电路
I& 2
N
方程
I1 y11U1 y12U2
U&
I2 y21U1 y22U2
2

II12


y11 y21
y12 y22

UU12


Y
UU12

因变量
自变量
Y

y11

y21

U2

I2

I 1 0
——11'端开路时的 输出阻抗
可见,以上参数具有如下特点:
1) 均有阻抗的量纲。(故称之为Z参数)
2) z11 和 z22 为策动点函数, z12 和 z21 为转移函数。
3) 均是在某端口开路时求得,故又称之为开路 阻抗参数。
另外,计算二端口网络的Z参数的方法(见下面例题)
可选其中二个变量为独立变量(自变量)。另外两个 作为因变量,根据不同的选法,共有六种不同形式的端口 方程及六套参数。
1. Z参数及其方程
电路


I&1
U&1
N
U&2


描述方程
U1 z11I1 z12I2
I&2
U2 z21I1 z22 I2
方程变形
UU12

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