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
不满足端口条件
2 +
u2 – 2
约定
1. 讨论范围
网络含线性 R、L、C、M与线性受控源
不含独立源
2. 参考方向
+
i1
u1 –
i1
线性RLCM 受控源
u1 nu2
1 i1 n i2
i1
+ u1
即
u1
i1
n 0
0 1 n
u2 i2
n:1
i2
+ u2
n 0
则
T
0
1
n
例2
I1 1
求T参数 + U1
I1 1
2
+
U1
2
2 2
I2
+ U2
U 1 T11U 2 T12 I2 I1 T21U 2 T22 I2
Y12U 2 Y22U 2
解一
•
I1
Yb
+
•
•
U1
Ya g U 1
•
I1
Yb
•
U1 0
•
gU1 Ya
•
I1
Yb
•
I2
+
•
+
•
U1
Ya g U 1
•
U2
•
I2
Y11
I1 U 1
U 2 0 Ya Yb
•
U
•
I2
2 +
0 Y21
I2 U 1
Y12
U 2
UI12
0
U1
Yb g 0 Yb
•
U2
U 1
21
U 2
I2
12
U 1
22
U 2
令
Y
Y11 Y21
Y12
Y22
称为Y 参数矩阵
或者由叠加原理可得:
I1 Y11U 1 Y12U 2 I2 Y21U 1 Y22U 2
I1 I2
Y11U 1 Y21U 1
Y12U 2 Y22U 2
端U1口和电U 2流共I同1和作I用2 可产视生为。
i2
+
u2 – i2
§2 二端口的参数和方程
+ i1 u1 -
i2 + u2 -
端口物理量4个 i1 i2 u1 u2
端口电压电流有六种不同的方程来表示,即可用六套 参数描述二端口网络。
•
一、 Y 参数和方程
I1
•+
设有
Z11 I1
l 个独立回路
Z12 I2 Z1l Il
U1 U1 -
Z21I1 Z22 I2 Z2l Il U 2
Y22
I2 U 2
Y U1 0
b
解二
•
I1
+
•
U1
Yb
•
Ya g U 1
•
I2
+
•
U2
I1 YaU1 Yb (U1 U 2 ) I2 Yb (U 2 U1 ) gU1
I1 (Ya Yb )U1 YbU 2
I2 ( g Yb )U1 YbU 2
Y
Ya Yb g Yb
U 2 0 Ya Yb U 2 0 Yb
•
I2
+
•
Y12
I1 U 2
U1 0 Yb
U2
Y22
I2 U 2
U 2 0 Yb Yc
互易二端口
Y
Ya Yb
Yb
若 Ya=Yc
•
Yb
Yb
Yc
+
•
U1
I1
Yb
Ya
Yc
•
I2
+
•
U2
有 Y12=Y21 ,又Y11=Y22 (电气对称),称为对称二端口。
U 1
Y22 Y21
U 2
1 Y21
I2
可得
T11
Y22 Y21
I1
Y12
Y11Y22 Y21
U 2
Y11 Y21
I2
1 T12 Y21
T21
Y12Y21 Y11Y22 Y21
T22
Y11 Y21
其矩阵形式
UI11
T11 T21
T12
T22
U 2 I2
(注意负号)
T
T11 T21
Z11 UI11 I2 0
Z 21
U 2 I1
I2 0
Z12 UI21 I1 0
Z 22
U 2 I2
I1 0
Z参数又称开路参数、阻抗参数
U 1
Y22 Δ
I1
Y12 Δ
I2
Z11 I1
Z12 I2
U 2
Y21 Δ
I1
Y11 Δ
I2
Z 21 I1
Z22 I2
互易二端口
Z12 Z21
对称二端口
2. 二端口(two-port)
当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称 此电路为二端口网络。
+
i1
u1 –
i1
线性RLCM 受控源
i2
+
u2 – i2
3. 二端口网络与四端网络
i1
i2
i1
i2
i1
i2
二端口
i1
i2
具有公共端的二端口
i2 i1
i3 i4
四端网络
例
1 +
i1
i 3
R
4 i2
u1
i1
T 参数的实验测定
U 1 T11U 2 T12 I2 I1 T21U 2 T22 I2
T11
U 1 U 2
I2 0
T21
I1 U 2
I2 0
开路参数
T12
U 1 I2
U 2 0
T22
I1 I2
U 2 0
短路参数
例1 求所示电路的T参数
U 1 T11U 2 T12 I2 I1 T21U 2 T22 I2
I1 1
2 I2
+ U2
+ U1
2
T11
U1 U2
1 2 I2 0 2 1.5
T12
U1 I2
U2 0
I1[1 (2 // 2)] 4 Ω 0.5I1
T21
I1 U2
I2 0 0.5 S
T22
I1 I2
U2 0
I1 0.5I1
2
四、H 参数和方程 H 参数也称为混合参数
H 参数方程
(2)有些电路只存在某几种参数。
•
I1
2
•
I2
+
+
•
•
U1
U2
0.5s 0.5s
Y 0.5s
0.5s
Z参数 不存在
•
I1 +
•
U1
•
I2 +
•
2 U 2
2 Z 2
2 2
Y 参数不存在
n:1 存在T参数H参数 Z,Y 均不存在
3. 可用不同的参数表示以不同的方式连接的二端口。
4. 线性无源二端口
互易二端口网络四个参数中只有三个是独立的。
例1. 求Y 参数。
I1 Y11U 1 Y12U 2
I2
Y21U 1
Y22U 2
解:
•
I1
Yb
+
•
U1
Ya
Yc
•
I1
Yb
•
U1 0
Ya Yc
Y12 Y21 Yb
•
I1
+
•
U1
Yb
Ya
Yc
•
I2