第十六章——电路课件PPT
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4. 分析方法
①分析前提：讨论初始条件为零的线性无源二端口 网络；
②找出两个端口的电压、电流关系的独立网络方程， 这些方程通过一些参数来表示。
返回 上页 下页
16.2 二端口的方程和参数
约定 1.讨论范围：
线性 R、L、C、M与线性受控源，
不含独立源。 2. 端口电压、电流的参考方向如图
+ i1 u1 –
解出U1,U 2.
即：
U1
U
2
Y22
I1
Y21
I1
Y12
Y11
I2 I2
Z11I1 Z 21 I1
Z12 I2 Z 22 I2
得到Z 参数方程。其中 =Y11Y22 –Y12Y21
其矩阵形式为：
U1 U 2
Z11 Z21
Z12 Z 22
I1
I2
Z
I1 I2
i1
线性RLCM 受控源
i2
+
u2 – i2
返回 上页 下页
+ i1 u1 –
i1
线性RLCM 受控源
i2
+
u2 – i2
注意 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。
i1 u1 i2 u2
u1 u2
i1
i2
u1 i1 i2 u2
2. Z 参数和方程
① Z 参数方程
•
I1
•
I1
+
•
U1
•
I2
+
N•
U2
•
I2
将两个端口各施加一电流源，则端口电压可 视为电流源单独作用时产生的电压之和。
即：
UU12
Z11I1 Z 21 I1
Z12I2 Z22I2
Z 参数方程
返回 上页 下页
也可由Y
参数方程
II12
Y11U1 Y12U 2 Y21U1 Y22U 2
+
•
U2
I1
U1 R
U1 U2
jL
(1 R
1
jL
)U1
1
jL
U
2
I2
gU1
U 2 U1
jL
(g
1
jL
)U1
1
jL
U
2
[Y ]
1
R
1
jL
g
1
jL
1
jL
1
jL
g 0
Y12
Y21
1 jωL
返回 上页 下页
③互易二端口(满足互易定理)
Y12
I1 U 2
U1 0
Y21
I2 U1
U 2 0
当 U1 U 2 时, I1 I2
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
N
i2 +
i2 u2
返回 上页 下页
注意 ①二端口网络与四端网络的关系
+ i1
i2 +
u1 i1
N
i2 u2 二端口
i2
i1
N
i3 四端网络
i4
返回 上页 下页
② 二端口的两个端口间若有外部连接，则会破坏 原二端口的端口条件。
i1
i 3
R
4 i2
i'
1
i1
i
i1
1
i1
1’ i1
N
i2
2
i' 2
i2
i
i2
i2 2’
3’
4’
1-1’ 2-2’是二端口 3-3’ 4-4’不是二端口，是四端网络
返回 上页 下页
3. 研究二端口网络的意义
①两端口的分析方法易推广应用于n端口网络；
②大网络可以分割成许多子网络（两端口）进行分析；
③仅研究端口特性时，可以用二端口网络的电路模型 进行研究。
在工程实际中，研究信号及能量的传输和 信号变换时，经常碰到如下两端口电路。
反馈网络 放大器
R
C
C
放大器
滤波器
返回 上页 下页
三极管 n:1
传输线
变压器
返回 上页 下页
1. 端口
i1
+
u1 i1
N
端口由一对端钮构成，且 满足如下端口条件：从一 个端钮流入的电流等于从 另一个端钮流出的电流。
2. 二端口
返回 上页 下页
例 求图示两端口的Y 参数。
•
解
I 1 3 6
为互易对
•
I2
称两端口
+
•
U 1 3
+
•
15 U 2
Y11
I1 U1
U 2 0
1 3// 6 3
0.2S
Y21
I2 U1
U 2 0
0.0667S
Y22
I2 U 2
U1 0
0.2S
Y12
I1 U 2
U 2 0
0.0667S
返回 上页 下页
0
YYaa Ya YYcc Yc
++ •
U•U2 2U• 20
Y11
I1 U1
U 2 0
Ya
Yb
Y21
I2 U1
U 2 0
Yb
Y12
I1 U 2
U1 0
Yb
Y22
I2 U 2
U 2 0
Yb Yc
返回 上页 下页
例2
求两端口的Y参数。
Leabharlann Baidu
•
I1
jL
•
I2
解 直接列方程求解 + • U1
R
•
gU1
Y12 Y21
上例中有 Y12 Y21 Yb
注意互易二端口四个参数中只有三个是独立的。
返回 上页 下页
④对称二端口
对称二端口 除 Y12 Y21外, 还满足Y11 Y22 , 上例中，Ya=Yc=Y 时， Y11=Y22=Y+ Yb 注意 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一般为对称二端口。结构不 对称的二端口，其电气特性可能是对称的，这样 的二端口也是对称二端口。
+
NN
•
U2
返回 上页 下页
II• • 11
•+ U1
II• • 22
++
NN
UU• • 22
Y12
I1 U 2
U1 0
Y22
I2 U 2
U1 0
转移导纳 输入导纳
Y → 短路导纳参数
返回 上页 下页
例1 求图示两端口的Y 参数。
解
II I ••
•
11
1
YYbb Yb
II I ••
•
22
2
++
UUU • •• 1 11
返回 上页 下页
1. Y 参数和方程
•
I1
① Y参数方程
•+ U1
N
•
I2
+ • U2
采用相量形式(正弦稳态)。将两个端口各施加一
电压源，则端口电流可视为电压源单独作用时产生
的电流之和。
即：
I1 I2
Y11U1 Y21U1
Y12U 2 Y22U 2
Y 参数方程
返回 上页 下页
写成矩阵形式为：
第16章 二端口网络
本章重点
16.1 二端口网络 16.2 二端口的方程和参数 16.3 二端口的等效电路 16.4 二端口的转移函数 16.5 二端口的连接 16.6 回转器和负阻抗转换器
首页
重点
1. 两端口的参数和方程 2. 两端口的等效电路 3. 两端口的转移函数
返回
16.1 二端口网络
返回 上页 下页
[Z
]
Z11
Z
21
Z12
Z
22
Z 参数矩阵
Z Y 1
② Z 参数的物理意义及计算和测定
Z11
U1 I1
I2 0
Z 21
U 2 I1
I2 0
Y 参数矩阵
I1
I2
Y11 Y21
Y12 U1
Y22
U 2
[Y
]
Y11 Y21
Y12
Y22
注意 Y参数值由内部元件参数及连接关系决定。
② Y参数的物理意义及计算和测定
Y11
I1 U1
U 2 0
Y21
I2 U1
U 2 0
输入导纳 转移导纳
II• • 11
UU• • 1
++
1
II• • 22
①分析前提：讨论初始条件为零的线性无源二端口 网络；
②找出两个端口的电压、电流关系的独立网络方程， 这些方程通过一些参数来表示。
返回 上页 下页
16.2 二端口的方程和参数
约定 1.讨论范围：
线性 R、L、C、M与线性受控源，
不含独立源。 2. 端口电压、电流的参考方向如图
+ i1 u1 –
解出U1,U 2.
即：
U1
U
2
Y22
I1
Y21
I1
Y12
Y11
I2 I2
Z11I1 Z 21 I1
Z12 I2 Z 22 I2
得到Z 参数方程。其中 =Y11Y22 –Y12Y21
其矩阵形式为：
U1 U 2
Z11 Z21
Z12 Z 22
I1
I2
Z
I1 I2
i1
线性RLCM 受控源
i2
+
u2 – i2
返回 上页 下页
+ i1 u1 –
i1
线性RLCM 受控源
i2
+
u2 – i2
注意 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。
i1 u1 i2 u2
u1 u2
i1
i2
u1 i1 i2 u2
2. Z 参数和方程
① Z 参数方程
•
I1
•
I1
+
•
U1
•
I2
+
N•
U2
•
I2
将两个端口各施加一电流源，则端口电压可 视为电流源单独作用时产生的电压之和。
即：
UU12
Z11I1 Z 21 I1
Z12I2 Z22I2
Z 参数方程
返回 上页 下页
也可由Y
参数方程
II12
Y11U1 Y12U 2 Y21U1 Y22U 2
+
•
U2
I1
U1 R
U1 U2
jL
(1 R
1
jL
)U1
1
jL
U
2
I2
gU1
U 2 U1
jL
(g
1
jL
)U1
1
jL
U
2
[Y ]
1
R
1
jL
g
1
jL
1
jL
1
jL
g 0
Y12
Y21
1 jωL
返回 上页 下页
③互易二端口(满足互易定理)
Y12
I1 U 2
U1 0
Y21
I2 U1
U 2 0
当 U1 U 2 时, I1 I2
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
N
i2 +
i2 u2
返回 上页 下页
注意 ①二端口网络与四端网络的关系
+ i1
i2 +
u1 i1
N
i2 u2 二端口
i2
i1
N
i3 四端网络
i4
返回 上页 下页
② 二端口的两个端口间若有外部连接，则会破坏 原二端口的端口条件。
i1
i 3
R
4 i2
i'
1
i1
i
i1
1
i1
1’ i1
N
i2
2
i' 2
i2
i
i2
i2 2’
3’
4’
1-1’ 2-2’是二端口 3-3’ 4-4’不是二端口，是四端网络
返回 上页 下页
3. 研究二端口网络的意义
①两端口的分析方法易推广应用于n端口网络；
②大网络可以分割成许多子网络（两端口）进行分析；
③仅研究端口特性时，可以用二端口网络的电路模型 进行研究。
在工程实际中，研究信号及能量的传输和 信号变换时，经常碰到如下两端口电路。
反馈网络 放大器
R
C
C
放大器
滤波器
返回 上页 下页
三极管 n:1
传输线
变压器
返回 上页 下页
1. 端口
i1
+
u1 i1
N
端口由一对端钮构成，且 满足如下端口条件：从一 个端钮流入的电流等于从 另一个端钮流出的电流。
2. 二端口
返回 上页 下页
例 求图示两端口的Y 参数。
•
解
I 1 3 6
为互易对
•
I2
称两端口
+
•
U 1 3
+
•
15 U 2
Y11
I1 U1
U 2 0
1 3// 6 3
0.2S
Y21
I2 U1
U 2 0
0.0667S
Y22
I2 U 2
U1 0
0.2S
Y12
I1 U 2
U 2 0
0.0667S
返回 上页 下页
0
YYaa Ya YYcc Yc
++ •
U•U2 2U• 20
Y11
I1 U1
U 2 0
Ya
Yb
Y21
I2 U1
U 2 0
Yb
Y12
I1 U 2
U1 0
Yb
Y22
I2 U 2
U 2 0
Yb Yc
返回 上页 下页
例2
求两端口的Y参数。
Leabharlann Baidu
•
I1
jL
•
I2
解 直接列方程求解 + • U1
R
•
gU1
Y12 Y21
上例中有 Y12 Y21 Yb
注意互易二端口四个参数中只有三个是独立的。
返回 上页 下页
④对称二端口
对称二端口 除 Y12 Y21外, 还满足Y11 Y22 , 上例中，Ya=Yc=Y 时， Y11=Y22=Y+ Yb 注意 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一般为对称二端口。结构不 对称的二端口，其电气特性可能是对称的，这样 的二端口也是对称二端口。
+
NN
•
U2
返回 上页 下页
II• • 11
•+ U1
II• • 22
++
NN
UU• • 22
Y12
I1 U 2
U1 0
Y22
I2 U 2
U1 0
转移导纳 输入导纳
Y → 短路导纳参数
返回 上页 下页
例1 求图示两端口的Y 参数。
解
II I ••
•
11
1
YYbb Yb
II I ••
•
22
2
++
UUU • •• 1 11
返回 上页 下页
1. Y 参数和方程
•
I1
① Y参数方程
•+ U1
N
•
I2
+ • U2
采用相量形式(正弦稳态)。将两个端口各施加一
电压源，则端口电流可视为电压源单独作用时产生
的电流之和。
即：
I1 I2
Y11U1 Y21U1
Y12U 2 Y22U 2
Y 参数方程
返回 上页 下页
写成矩阵形式为：
第16章 二端口网络
本章重点
16.1 二端口网络 16.2 二端口的方程和参数 16.3 二端口的等效电路 16.4 二端口的转移函数 16.5 二端口的连接 16.6 回转器和负阻抗转换器
首页
重点
1. 两端口的参数和方程 2. 两端口的等效电路 3. 两端口的转移函数
返回
16.1 二端口网络
返回 上页 下页
[Z
]
Z11
Z
21
Z12
Z
22
Z 参数矩阵
Z Y 1
② Z 参数的物理意义及计算和测定
Z11
U1 I1
I2 0
Z 21
U 2 I1
I2 0
Y 参数矩阵
I1
I2
Y11 Y21
Y12 U1
Y22
U 2
[Y
]
Y11 Y21
Y12
Y22
注意 Y参数值由内部元件参数及连接关系决定。
② Y参数的物理意义及计算和测定
Y11
I1 U1
U 2 0
Y21
I2 U1
U 2 0
输入导纳 转移导纳
II• • 11
UU• • 1
++
1
II• • 22