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、AH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Ⅱ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 、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 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i=i。在正弦稳态电路中, U=Zl =YU 可见,端口的两个物理量仅需一个参数去联系 、四端网络(二端口网络): 定义:如图所示,该四端网络如果满足,l1=l1 2=l2,则称该网络为二端口网络。其中,1'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。 f()=W1x1(1)+W12x2(1)f2(1)=W21x1(1)+W2x2(D) 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
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 i i = ' 。在正弦稳态电路中， . . . . U Z I I Y U = = 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， ' 1 1 I I = ， ' 2 2 I I = ，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。 1 11 1 12 2 2 21 1 22 2 f t W x t W x t f t W x t W x t ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) = + = + 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。 N + _ . U 2 . I 2 + _ . U1 . 1 I 1 1' 2 2' . ' 1 I . ' 2 I + _ u i ' i N
安徽理工大学精品课程授课教案 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 、Y参数 1.F参数方程和短路导纳矩阵 如图,取U1,U2作自变量,1,I2作因变量 1=H1U1+Y2U2 12=Y21U1+Y2U2 h1_「Y1H2U ,称为短路导纳矩阵 记为I=YU y=xX1,mx=xy2统称为￥参数,属于复导纳性质 2.Y参数物理意义 (1)Y1 NU2=0 (2)Y21 U2 (3)
安徽理工大学精品课程授课教案 1 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 . . 1 2 U U, 作自变量， . . 1 2 I I , 作因变量 . . . 1 11 1 22 2 . . . 2 21 1 22 2 I Y U Y U I Y U Y U = + = + . . 1 1 11 12 . . 21 22 2 2 I Y Y U Y Y I U = ，称为 短路导纳矩阵。 记为 = . . I Y U 11 12 21 22 Y Y Y Y Y = ， 11 12 21 22 Y ,Y ,Y ,Y 统称为 Y 参数，属于复导纳性质。 2．Y 参数物理意义 （1） . 1 11 . 1 . 2 0 | U I Y U = = （2） . 2 21 . 1 . 2 0 | U I Y U = = （3） . 1 12 . 2 . 1 0 | U I Y U = = + _ N . I 1 . I 2 . U1 . U 2 = 0 + _ N . I 1 . I 2 . 1 U = 0 . U 2
徽理工大学精品课程授课教案 (4) 12 可见,Y参数又叫短路导纳参数。 3.结论:可逆二端口满足Y2=Y21 对称二端口满足Y2=Y21,H1=Y2 例] 求如图所示二端口的Y参数 11 2 [解] (按Y参数的定义计算) 2+14 jIS 4S JIS 2+j4-y4 j4 3 Y21=H2满足互易定理 二、Z参数 Z参数方程和开路阻抗矩阵 取l1l2作自变量,U1U2作因变量 z11+21212 U2=Z211+22l2
安徽理工大学精品课程授课教案 2 （4） . 2 22 . 2 . 1 0 | U I Y U = = 可见，Y 参数又叫短路导纳参数。 3．结论：可逆二端口满足 Y Y 12 21 = 。 对称二端口满足 Y Y 12 21 = ，Y Y 11 22 = 。 [例]： 求如图所示二端口的 Y 参数。 [解]： （按 Y 参数的定义计算） . 1 11 . 1 . 2 21 . 1 . 2 . 2 0 0 2 j4 j4 | | U U I Y s U I Y s U = = = = + = = − . 1 12 . 2 . 2 22 . 2 . 1 . 1 0 0 j4s j3s | | U U I Y U I Y U = = = = − = = 2 j4 j4 s j4 j3 Y + − = − Y Y 21 22 = 满足互易定理 二、Z 参数 1．Z 参数方程和开路阻抗矩阵 . . . . 1 2 1 2 取 作自变量， 作因变量 I I U U , , . . . 1 11 1 12 2 . . . 2 21 1 22 2 U Z I Z I U Z I Z I = + = + . I 1 . I 2 j4S 2S −j1S + _ + _ . U1 . U2 . I 1 . I 2 j S4 2S − j S1 + _ . U1 . I 1 . I 2 j S4 2S − j S1 + _ . U 2 N + _ . U 2 . I 2 + _ . U1 . 1 I 1 1' 2 2
徽理工大学精品课程授课教案 Un「Z1212‖ 2 记为U=ZIz 其中 Zu 1 2 1 7=0 Z参数又叫开路阻抗参数。 2.结论:可逆二端口满足Z2=221 对称二端口满足Z12=Z21,Z1=Z2 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 U=Z=YY=ZZ=Y 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
安徽理工大学精品课程授课教案 3 . . 1 1 11 12 . . 21 22 2 2 U Z Z I Z Z U I = 记为 = . . U Z I 11 12 21 22 Z Z Z Z Z = 其中 . . 1 2 11 21 . . 1 1 2 2 0 0 | | . . I I U U Z Z I I = = = = . . 2 1 22 12 . . 2 2 1 1 0 0 | | . . I I U U Z Z I I = = = = Z 参数又叫开路阻抗参数。 2．结论：可逆二端口满足 Z Z 12 21 = 。 对称二端口满足 Z Z 12 21 = ， Z Z 11 22 = 。 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。 1 1 . . . . U Z I I Y U Y Z Z Y − − = = = = 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。 * * _ + . U1 . U2 n :1 . I 1 . I 2
徽理工大学精品课程授课教案 教学内容: 、等效T型电路: U1=Z1+Z1212 U2=Z11+Z2 可逆时,Z12= U1=(21-212)l1+12(1+l2) U2=212(1+12)+(22-212)l2 等效电路如下图: z12 等效∏型电路 Y参数描述1=H1U1+H12U2 12=121U1+12U2 可逆时Y12=121, 1=(H1+Y12)U1-Y12(U1-U2) 12=-H12(U2-U1)+(12+Y2)U2 等效电路如下图 Y+y 含CS的二端口等效电路(图略 516-4二端口网络的连接 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
安徽理工大学精品课程授课教案 4 教学内容： 一、等效 T 型电路： . . . 1 11 1 12 2 . . . 2 21 1 22 2 U Z I Z I U Z I Z I = + = + 可逆时，Z Z 12 21 = . . . 1 11 12 1 12 1 2 U Z Z I Z I I = − + + ( ) ( ) . . . . 2 12 1 2 22 12 2 U Z I I Z Z I = + + − ( ) ( ) . 等效电路如下图： 二、等效 型电路 . . . Y I Y U Y U 参数描述 1 11 1 12 2 = + . . . 2 21 1 22 2 I Y U Y U = + 可逆时 Y Y 12 21 = ， . . . . 1 11 12 1 12 1 2 I Y Y U Y U U = + − − ( ) ( ) . . . . 2 12 2 1 12 22 2 I Y U U Y Y U = − − + + ( ) ( ) 等效电路如下图： 一、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。 + _ . U1 + _ . U 2 . I 1 . 2 I Z Z 11 12 − Z Z 22 12 − Z12 . U1 . U 2 + _ + _ −Y12 Y Y 11 12 + Y Y 22 12 +
徽理工大学精品课程授课教案 教学方法:课堂讲授。 教学内容 、二端口网络的级联 N 21U12 T U=U 1=l1-121=l1212=l2 二、二端口网络的并联 N2 [2 Y=1+Y2 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 z=21+2 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)
安徽理工大学精品课程授课教案 5 教学方法：课堂讲授。 教学内容： 一、二端口网络的级联 . . . . . . 1 11 21 12 22 2 . . . . . . 1 11 21 12 22 2 U U U U U U I I I I I I = = = = − = = 二、二端口网络的并联 Y Y Y = +1 2 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： Z Z Z = +1 2 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） N1 [ T1 ] N2 [ T2 ] I 1 。 I 11 。 I 21 。 I 12 。 I 22 。 I 2 。 1 1’ + _ + _ U1 。 U11 。 _ 2 2’ + _ + U 22 。 U 2 。 U 21 。 U12 。 N [T]