复旦大学：《模拟电子学基础》课程教学课件_第14章 二端口网络（短路导纳和开路阻抗参数）

第14章 二端口网络

第14 章 二端口网络

这一章,我们要讨论什么? 二端口网络 2.短路导纳和开路阻抗参数 12 模拟电子学基础

2013/6/12 模拟电子学基础 这一章，我们要讨论什么? 1. 二端口网络 2. 短路导纳和开路阻抗参数 2013/6/12 2

141)二端口网络 基本要求:掌握二端口网络的定义、端口条件及端口变量形式。 二端口网络: 端口变量 AO\N Yoy 2 U12F1,U2,12 ULU. b) U1(s,1(s),U2(S),2(s) 二端口网络举例 1 21 136 模拟电子学基础

模拟电子学基础 14.1 二端口网络 基本要求：掌握二端口网络的定义、端口条件及端口变量形式。 二端口网络： N   u2   u1 1 i' 1i 2i 2 i' 1' 2' 1 2 N   u i' i 二端口网络举例 1' 1 2 2 ' ' 2 1 2 1' 2 2' 1 1' 端口变量： 11 2 2 11 2 2 11 2 2 11 2 2 ,, ,; ,, ,; ,, ,; ( ), ( ), ( ), ( ) U IU I uiu i U IU I Us IsU s I s   2013/6/12 3

用二端口等效代替三端网络 2 o 2 13 3 l3=l1+l2 三端网络只须用两个独立的 端子电流和两个独立的端子 间电压来描述如(b) 推广:一个n端网络可用n-1端口等效代替 136 模拟电子学基础

模拟电子学基础 推广：一个n端网络可用n-1端口等效代替 用二端口等效代替三端网络 3 12 i ii   12 13 23 u uu   三端网络只须用两个独立的 端子电流和两个独立的端子 间电压来描述如（b） 1 2 3 1i 2i 3i 1 2 3 1i 2i 3i 1 i' 2 i' 1' 2'   u13   u23 2013/6/12 4

142)导纳参数方程和阻抗参数方程 基本要求:熟练掌握二端口网络导纳方程和阻抗参数方程的形式及导纳参 数矩阵和阻抗参数矩阵的计算 1导纳参数方程 h1 1=H1U1+Y12U2 U1端口1 端口2U2 12=21+1202 矩阵形式 相量形式: =YU 式中:U=,2和I=[i2分别表示端口电压和电流向量 1Y12 (导纳参数矩阵或r参数矩阵) 136 模拟电子学基础

模拟电子学基础 1 导纳参数方程 14.2 导纳参数方程和阻抗参数方程 1 11 1 12 2 I    YU YU 2 21 1 22 2 I    YU YU 1 1 11 12 2 2 21 22 I Y Y U I Y Y U                       矩阵形式： 式中: 11 12 21 22 Y Y Y Y        Y U    [, ] U U1 2 T 和 分别表示端口电压和电流向量 T 1 2 I  [, ] I I   (导纳参数矩阵或Y 参数矩阵) 相量形式： I YU    基本要求：熟练掌握二端口网络导纳方程和阻抗参数方程的形式及导纳参 数矩阵和阻抗参数矩阵的计算。   U1  1I  2I    U2  1 1' 2 2' 2013/6/12 5

短路导纳參数的测定(未知内部电路结构——实验法 U,=0 U1=0 Y参数也称为短路导纳参数 如果已知内部电路结构@? 1一短路输入导纳 Y2一短路输出导纳 实验法? 12H21-短路转移导纳 节点电压法@? 136 模拟电子学基础 6

模拟电子学基础  2 1 11 0 1 U I Y U      2 2 21 0 1 U I Y U      1 1 12 0 2 U I Y U      1 2 22 0 2 U I Y U      Y参数也称为短路导纳参数 Y11 Y12 Y21 Y22 --短路输入导纳 --短路输出导纳 --短路转移导纳 短路导纳参数的测定（未知内部电路结构——实验法） U1  1 1 11 U I Y    1 2 21 U I Y    U2  1I  2 I  2 1 12 U I Y    2 2 22 U I Y    2 I  1I  2013/6/12 6 如果已知内部电路结构？ 实验法？ 节点电压法？……

互易及对称情况 Y2Us 1=Y1Us 互易|i2 互易 U1=U 二端 二端 口 图中互易二端口的电流满足2=1=Y2s12=Y2Us 反之如果Y参数满足Y12=1则此二端口是互易二端口。 如果同时满足Y12=11和Y1=12则称为对称二端口。 对称二端口特性: 将输入端口与输出端口对换,二端口特性保持不变 136 模拟电子学基础

模拟电子学基础 图中互易二端口的电流满足 2 1 I I    1 12 S I    Y U 2 21 S I YU    Y Y 12 21  则此二端口是互易二端口。 如果同时满足 Y Y 12 21  和 Y Y 11 22  则称为对称二端口。 反之如果Y 参数满足 互易及对称情况： Y Y 12 21  U US   1  U US   2  2 I  1I  Y US I   Y US 1  12 I   2  21 2013/6/12 7 对称二端口特性： 将输入端口与输出端口对换，二端口特性保持不变

(例题)141 千如+6·*左图所示二端口数矩阵 用电流源置换两个端口列节点电压方程 1=(joC1+,1 JOL Jot +(-+10C,+ 上式的系数矩阵就是所求y参数矩阵 j(OC L j(a JOL O R 136 模拟电子学基础

模拟电子学基础  求左图所示二端口Y参数矩阵。 用电流源置换两个端口列节点电压方程 11 1 2 2 1 22 1 1 (j ) j j 11 1 ( j ) j j IC U U L L I U CU LR L                 上式的系数矩阵就是所求Y 参数矩阵： 1 2 1 1 j( ) j 1 11 j( ) j C L L - C L L R                        Y L C1 R C2   U1    U2  1I  2 I  2013/6/12 8

2阻抗参数方程 二端口的阻抗参数方程或2参数方程 U1=∠11+212 U=Z,1,+Z 矩阵形式 相量形式: U= ZI 11212 二端口阻抗参数矩 阵或Z参数矩阵 互易条件:Z12=22 对称条件:212=21和z1=22 136 模拟电子学基础

模拟电子学基础 2 阻抗参数方程 二端口的阻抗参数方程或Z参数方程 U ZI ZI   1 11 1 12 2   U ZI ZI   2 21 1 22 2   •互易条件: Z12 21  Z •对称条件: Z12 21  Z 和 Z11 22  Z 1 1 11 12 2 2 21 22 U I Z Z U I Z Z                       矩阵形式： 11 12 21 22 Z Z Z Z        Z 二端口阻抗参数矩 阵或Z 参数矩阵 U ZI    相量形式： 2013/6/12 9

例:如图1所示二端口互感 jOL, L jOM Z=/J04JOM jaM JOL2‖ jOM JOL. 特殊情况 对于给定的二端口,有时不同时存在阻抗参数矩阵和导纳参数矩阵 2 简单串联元件组成的二端口 简单并联元件组成的二端口 图中没有阻抗 图中没有导纳参 参数矩阵只有 数矩阵,只有阻 Z 导纳参数矩阵 抗参数矩阵 模拟电子学基础

模拟电子学基础 1 1 1 2 2 2 j j j j U I L M U I M L                           1 2 j j j j L M M L            Z 对于给定的二端口，有时不同时存在阻抗参数矩阵和导纳参数矩阵 特殊情况 例：如图1所示二端口互感:   U1    U2  1I  2 I  1 jL 2 jL jM 图中没有阻抗 参数矩阵只有 导纳参数矩阵 Y Y Y Y         Y 简单串联元件组成的二端口 简单并联元件组成的二端口 Z Z Z Z        Z 图中没有导纳参 数矩阵，只有阻 抗参数矩阵： 1 1 Z 2 2 1 1 2 2 Y 2013/6/12 10