双口网络
合集下载
- 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)。
返 回 上 页 下 页
例: +
U 1
-
I 1
R1
I 1
I 2
+
R2 U 2
-
求H参数
解法1: I1
+
I 2
U 1
-
R1
I 1
R2
I R 解得 U 1 1 1
I I 2 1
R1
U 故 H11 1 I 1 U
2 0
I H 21 2 I 1
0 I 1
以上参数有如下特点: 1、H 11 为策动点阻抗; H 22 为策动点导纳; H 12 为转移电压比; H 21 为转移电流比。 2、H 11 和 H 21为第二端口短路时求得; H 12 和 H 22为第一端口开路时求得。
返 回 上 页 下 页
+
I 1
U 1 -
No
I 2
+
I1
U 1 -
No
+
+
U 2 -
U 1 -
No
+
U 2 -
I2
求 Z11 和 Z 21的电路
(二)式又可写为矩阵形式
求Z12和Z 22 的电路
Z U 1 11 U 2 Z 21
I Z12 I 1 1 Z Z 22 I 2 I 2
返 回
上 页
返 回 上 页 下 页
T参数及其方程
反映一个端口电流、电压与另一端口电流及 电压关系得方程为传输型方程
及U 作为独立变量,所得端口参数 若以 I 2 2 为T型参数(传输I型),对应VAR称为T参数方 程。
返 回
上 页
下 页
假定输出口的电流从端口流出。为与前面的 表示。 符号一致将输出口流出的电流用 I 2
返 回
上 页
下 页
单口网络有二个端口变量,选不同变量作为 独立变量可得到两种形式的端口方程及两个参数:
U ZI
或
I
U
YU I
、I 及U 双口网络有四个端口变量:I 、 U 1 2 1 2 , 可选其中二个变量为独立变量。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 。本节 介绍其中常用的四种。
其中Z称为Z参数矩阵。
返 回 上 页 下 页
例:求其Z参数。
+
I 1
I 2
+
U 1
Za
Zb
Zc
U 2 -
直接可写出:
-
Z I Z I ) Z I U ( I ( Z Z ) I 1 a 1 b 1 2 a b 1 b 2 Z I Z I ) U ( I Z I ( Z Z ) I 2 c 2 b 2 1 b 1 b c 2
0 I 1
U Z 21 2 I 1
0 I 2
U Z 22 2 I 2
I1 0
可见,以上参数具有如下特点: (1) 均有阻抗的量纲。(故称之为Y参数) ( 2)
Z11 和 Z 22 为策动点函数, Z12 和 Z 21 为转移函数。
返 回 上 页 下 页
(3) 均是在某端口开路时求得,故又称之为开路 阻抗参数。
I Y21 2 U 1 U
2 0
I Y22 2 U 2
0 U 1
返 回 上 页 下 页
可见,以上参数具有如下特点: (1) 均有导纳的量纲。(故称之为Y参数) (2) Y11 和
Y21 为策动点函数, Y12 和 Y22 为转移函数。
(3) 均是在某端口短路时求得,故又称之为短路 导纳参数。
Yb
2 0
I 2 Yb Yc U 2
求得:
(Y Y )U I 2 b c 2 Y U I 1 b 2
返 回
上 页
下 页
I 于是: Y 1 12 U 2 I Y22 2 U
Yb
0 U 1
Yb Yc
0 2 U 1
(三) H I H U U 2 21 1 22 2
返 回 上 页 下 页
(三)式即为H参数方程,其中
U H11 1 I 1 U
H12
2 0
U 1 U 2
0 I 1
I H 21 2 I 1
0 U 2
I H 22 2 U 2
及I 共同作用时:U Z I Z I I 1 2 1 11 1 12 2
U 2 Z 21 I1 Z 22 I 2
返 回
(二)
上 页
下 页
(二)式即为Z参数方程,其中
U Z11 1 I 1
Z12
0 I 2
U 1 I 2
0 U 2
上 页 下 页
返 回
+
I 1
R1
I 1
I 2
U 1
-
R2
U 2
求得
U 2 I U1 0 2 R2
H12 U 1 U 2 0
0 I 1
故
I H 22 2 U 2
0 I 1
1 R2
R1
2 21 1 22
Байду номын сангаас
2
可解得
Y11 1 U1 Y U 2 Y I 2 21 21 I (Y Y11Y22 )U Y11 I 1 12 2 2 Y21 Y21
返 回 上 页 下 页
Y11 令 Y21 Y11Y22 C Y12 Y21
参数,对应VAR称为Z参数方程(又称为流控型V AR)。
返 回
上 页
下 页
+
I 1
U 1 -
No
+
U 2 -
I 2
根据叠加定理,有:
U Z I 单独作用时: I1 1 11 1
Z I ,U 2 21 1
Z I Z I , U 单独作用时:U I 2 12 2 1 12 2 2
返 回
上 页
下 页
双口网络端口电流和电压的参考方向取为下 图所示方向:
+1
i1
No
i2
U 1 - 1
2+ U 2 2-
其中 N 0 表示无独立源的线性双口网络。
返 回
上 页
下 页
Y参数及其方程
、U 作为独立变量,所得端口参 若以 U 1 2 数为Y参数,对应VAR称为Y参数方程(又称为 压控型VAR)。
i1
i1
端口条件: i1
i2
i2
i1 i2 i2
满足端口条件的为双口网络,否则为四端网络。
返 回
上 页
下 页
12.1 不含独立源双口网络 的端口参数及VAR
本节以正弦稳态电路为例,讨论有R、L、C及 线性受控源组成的双口网络的端口VAR及其参数。 当然,所讨论的双口网络均是明确的,即双口网络 内部与外电路内部无藕合关系。
YU Y U ) I ( U Y U ( Y Y ) U 2 c 2 b 2 1 b 1 b c 2
于是,得:
Ya Yb Y Yb
Yb Yc
返 回 上 页 下 页
Yb
Z参数及其方程
、I 作为独立变量,所得端口参数为Z 若以 I 1 2
H I ,I H I 单独作用时: U I 1 11 1 2 21 1 1
单独作用时: H U H U ,I U U 2 2 22 2 1 12 2
及U 共同作用时: I U H I H U 1 2 1 11 1 12 2
1 Y21 Y11 D Y21
则有
U ( I ) U 1 2 2 CU D( I ) I 1 2 2
⑷
返 回
上 页
下 页
(四)式即为T参数方程,其中
U A 1 U 2
0 I 2
U B 1 I 2
Ya Yb 得: Y Y b
Yb Yc
Yb
返 回
上 页
下 页
解法2:
和 假定原电路 U 1
已知,直接可写出: U 2
Y U Y U ) Y U I ( U ( Y Y ) U 1 a 1 b 1 2 a b 1 b 2
2
及U 共同作用时:I Y U Y U U 1 2 1 11 1 12 2
I 2 Y21U1 Y22U 2
(一)式即为Y参数方程,其中
(一)
I Y11 1 U 1 U
2 0
I Y12 1 U 2
0 U 1
I 1 U 1 No I 2 U 1
返 回
上 页
下 页
根据叠加定理,有
I Y U 单独作用时: U1 1 11 1 Y U 单独作用时: I U 1 12 2 2
Y U I 21 1 , 2 Y U , I
2 22
0 1 R2
返 回 上 页 下 页
和U 已知,可求得 解法2: 原电路中含 I 1 2
I R U 1 1 1
U 2 I 2 I1 R2
R1 H
即
0 1 R2
以上讨论的混合参数是混合I型 和I 作为独立变量,则可得另一套混 若以 U 1 2 合型参数,称为混合 型,用 表示。
0 U 2
I C 1 U 2
0 I 2
I D 1 I 2
0 U 2
返 回
上 页
下 页
可见,以上参数具有如下特点:
(1) A为电压转移函数; B为转移阻抗; C为转移导纲; D为电流转移函数。 全是转移函数。
(2) A、C是在第二端口开路时求得(开路参数) B、D是在第二端口短路时求得(短路参数)
+
U 1 -
No
I2
U 2
求 H 11和 H 21的电路 (三)式又可写成矩阵式
求 H 12和H 22 的电路
H U 1 11 I 2 H 21
I H12 I 1 1 H 22 U 2 U 2
-
-
解法1:
U 1
I 1 Ya Yb Yc
I 2
(Y Y )U 求得:I 1 a b 1 Y U I 2 b 1
返 回 上 页 下 页
I 于是:Y11 1 U 1 U
Ya Yb
2 0
I Y21 2 U 1 U
I 1 Ya
于是,得:
Z a Zb Z Zb
Zb Zc Zb
返 回 上 页 下 页
H参数及其方程
、U 作为独立变量,所得端口参数为 若以 I 1 2
混合参数(H参数),对应VAR称为H参数方程。
返 回
上 页
下 页
+
I 1
U 1 -
No
I 2
U 2
根据叠加定理,有:
其中Y称为Y参数矩阵。
返 回 上 页 下 页
Y参数的求得:
方法1:由定义利用以上二个电路分别求得;
、U 已知,对原电路求解,求出 方法2:假定 U 1 2 、I ,即得Y参数方程。 I 1 2
返 回
上 页
下 页
例:求其Y参数。
I 1
+
I 2
+
U 1
Ya
Yb
Yc
U 2
、 I 与U 及 I 即传输型方程反映的是 U 2 1 1 2 之间的关系。
+ U 1 I 1 No I 2
+
-
U 2 -
返 回
上 页
下 页
由Z参数方程、Y参数方程或H参数方程均可 推导出传输I型方程。 例如由Y参数方程
Y U Y U I 1 11 1 12 2 Y U Y U I
返 回
上 页
下 页
I 1 U 1 No
I 2
I 1 No
I 2 U 1
求 Y11和Y21的电路
(一)式又可写为矩阵形式
求 Y12和Y22 的电路
Y Y U I U 1 1 1 11 12 Y I 2 Y21 Y22 U 2 U 2
例: +
U 1
-
I 1
R1
I 1
I 2
+
R2 U 2
-
求H参数
解法1: I1
+
I 2
U 1
-
R1
I 1
R2
I R 解得 U 1 1 1
I I 2 1
R1
U 故 H11 1 I 1 U
2 0
I H 21 2 I 1
0 I 1
以上参数有如下特点: 1、H 11 为策动点阻抗; H 22 为策动点导纳; H 12 为转移电压比; H 21 为转移电流比。 2、H 11 和 H 21为第二端口短路时求得; H 12 和 H 22为第一端口开路时求得。
返 回 上 页 下 页
+
I 1
U 1 -
No
I 2
+
I1
U 1 -
No
+
+
U 2 -
U 1 -
No
+
U 2 -
I2
求 Z11 和 Z 21的电路
(二)式又可写为矩阵形式
求Z12和Z 22 的电路
Z U 1 11 U 2 Z 21
I Z12 I 1 1 Z Z 22 I 2 I 2
返 回
上 页
返 回 上 页 下 页
T参数及其方程
反映一个端口电流、电压与另一端口电流及 电压关系得方程为传输型方程
及U 作为独立变量,所得端口参数 若以 I 2 2 为T型参数(传输I型),对应VAR称为T参数方 程。
返 回
上 页
下 页
假定输出口的电流从端口流出。为与前面的 表示。 符号一致将输出口流出的电流用 I 2
返 回
上 页
下 页
单口网络有二个端口变量,选不同变量作为 独立变量可得到两种形式的端口方程及两个参数:
U ZI
或
I
U
YU I
、I 及U 双口网络有四个端口变量:I 、 U 1 2 1 2 , 可选其中二个变量为独立变量。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 。本节 介绍其中常用的四种。
其中Z称为Z参数矩阵。
返 回 上 页 下 页
例:求其Z参数。
+
I 1
I 2
+
U 1
Za
Zb
Zc
U 2 -
直接可写出:
-
Z I Z I ) Z I U ( I ( Z Z ) I 1 a 1 b 1 2 a b 1 b 2 Z I Z I ) U ( I Z I ( Z Z ) I 2 c 2 b 2 1 b 1 b c 2
0 I 1
U Z 21 2 I 1
0 I 2
U Z 22 2 I 2
I1 0
可见,以上参数具有如下特点: (1) 均有阻抗的量纲。(故称之为Y参数) ( 2)
Z11 和 Z 22 为策动点函数, Z12 和 Z 21 为转移函数。
返 回 上 页 下 页
(3) 均是在某端口开路时求得,故又称之为开路 阻抗参数。
I Y21 2 U 1 U
2 0
I Y22 2 U 2
0 U 1
返 回 上 页 下 页
可见,以上参数具有如下特点: (1) 均有导纳的量纲。(故称之为Y参数) (2) Y11 和
Y21 为策动点函数, Y12 和 Y22 为转移函数。
(3) 均是在某端口短路时求得,故又称之为短路 导纳参数。
Yb
2 0
I 2 Yb Yc U 2
求得:
(Y Y )U I 2 b c 2 Y U I 1 b 2
返 回
上 页
下 页
I 于是: Y 1 12 U 2 I Y22 2 U
Yb
0 U 1
Yb Yc
0 2 U 1
(三) H I H U U 2 21 1 22 2
返 回 上 页 下 页
(三)式即为H参数方程,其中
U H11 1 I 1 U
H12
2 0
U 1 U 2
0 I 1
I H 21 2 I 1
0 U 2
I H 22 2 U 2
及I 共同作用时:U Z I Z I I 1 2 1 11 1 12 2
U 2 Z 21 I1 Z 22 I 2
返 回
(二)
上 页
下 页
(二)式即为Z参数方程,其中
U Z11 1 I 1
Z12
0 I 2
U 1 I 2
0 U 2
上 页 下 页
返 回
+
I 1
R1
I 1
I 2
U 1
-
R2
U 2
求得
U 2 I U1 0 2 R2
H12 U 1 U 2 0
0 I 1
故
I H 22 2 U 2
0 I 1
1 R2
R1
2 21 1 22
Байду номын сангаас
2
可解得
Y11 1 U1 Y U 2 Y I 2 21 21 I (Y Y11Y22 )U Y11 I 1 12 2 2 Y21 Y21
返 回 上 页 下 页
Y11 令 Y21 Y11Y22 C Y12 Y21
参数,对应VAR称为Z参数方程(又称为流控型V AR)。
返 回
上 页
下 页
+
I 1
U 1 -
No
+
U 2 -
I 2
根据叠加定理,有:
U Z I 单独作用时: I1 1 11 1
Z I ,U 2 21 1
Z I Z I , U 单独作用时:U I 2 12 2 1 12 2 2
返 回
上 页
下 页
双口网络端口电流和电压的参考方向取为下 图所示方向:
+1
i1
No
i2
U 1 - 1
2+ U 2 2-
其中 N 0 表示无独立源的线性双口网络。
返 回
上 页
下 页
Y参数及其方程
、U 作为独立变量,所得端口参 若以 U 1 2 数为Y参数,对应VAR称为Y参数方程(又称为 压控型VAR)。
i1
i1
端口条件: i1
i2
i2
i1 i2 i2
满足端口条件的为双口网络,否则为四端网络。
返 回
上 页
下 页
12.1 不含独立源双口网络 的端口参数及VAR
本节以正弦稳态电路为例,讨论有R、L、C及 线性受控源组成的双口网络的端口VAR及其参数。 当然,所讨论的双口网络均是明确的,即双口网络 内部与外电路内部无藕合关系。
YU Y U ) I ( U Y U ( Y Y ) U 2 c 2 b 2 1 b 1 b c 2
于是,得:
Ya Yb Y Yb
Yb Yc
返 回 上 页 下 页
Yb
Z参数及其方程
、I 作为独立变量,所得端口参数为Z 若以 I 1 2
H I ,I H I 单独作用时: U I 1 11 1 2 21 1 1
单独作用时: H U H U ,I U U 2 2 22 2 1 12 2
及U 共同作用时: I U H I H U 1 2 1 11 1 12 2
1 Y21 Y11 D Y21
则有
U ( I ) U 1 2 2 CU D( I ) I 1 2 2
⑷
返 回
上 页
下 页
(四)式即为T参数方程,其中
U A 1 U 2
0 I 2
U B 1 I 2
Ya Yb 得: Y Y b
Yb Yc
Yb
返 回
上 页
下 页
解法2:
和 假定原电路 U 1
已知,直接可写出: U 2
Y U Y U ) Y U I ( U ( Y Y ) U 1 a 1 b 1 2 a b 1 b 2
2
及U 共同作用时:I Y U Y U U 1 2 1 11 1 12 2
I 2 Y21U1 Y22U 2
(一)式即为Y参数方程,其中
(一)
I Y11 1 U 1 U
2 0
I Y12 1 U 2
0 U 1
I 1 U 1 No I 2 U 1
返 回
上 页
下 页
根据叠加定理,有
I Y U 单独作用时: U1 1 11 1 Y U 单独作用时: I U 1 12 2 2
Y U I 21 1 , 2 Y U , I
2 22
0 1 R2
返 回 上 页 下 页
和U 已知,可求得 解法2: 原电路中含 I 1 2
I R U 1 1 1
U 2 I 2 I1 R2
R1 H
即
0 1 R2
以上讨论的混合参数是混合I型 和I 作为独立变量,则可得另一套混 若以 U 1 2 合型参数,称为混合 型,用 表示。
0 U 2
I C 1 U 2
0 I 2
I D 1 I 2
0 U 2
返 回
上 页
下 页
可见,以上参数具有如下特点:
(1) A为电压转移函数; B为转移阻抗; C为转移导纲; D为电流转移函数。 全是转移函数。
(2) A、C是在第二端口开路时求得(开路参数) B、D是在第二端口短路时求得(短路参数)
+
U 1 -
No
I2
U 2
求 H 11和 H 21的电路 (三)式又可写成矩阵式
求 H 12和H 22 的电路
H U 1 11 I 2 H 21
I H12 I 1 1 H 22 U 2 U 2
-
-
解法1:
U 1
I 1 Ya Yb Yc
I 2
(Y Y )U 求得:I 1 a b 1 Y U I 2 b 1
返 回 上 页 下 页
I 于是:Y11 1 U 1 U
Ya Yb
2 0
I Y21 2 U 1 U
I 1 Ya
于是,得:
Z a Zb Z Zb
Zb Zc Zb
返 回 上 页 下 页
H参数及其方程
、U 作为独立变量,所得端口参数为 若以 I 1 2
混合参数(H参数),对应VAR称为H参数方程。
返 回
上 页
下 页
+
I 1
U 1 -
No
I 2
U 2
根据叠加定理,有:
其中Y称为Y参数矩阵。
返 回 上 页 下 页
Y参数的求得:
方法1:由定义利用以上二个电路分别求得;
、U 已知,对原电路求解,求出 方法2:假定 U 1 2 、I ,即得Y参数方程。 I 1 2
返 回
上 页
下 页
例:求其Y参数。
I 1
+
I 2
+
U 1
Ya
Yb
Yc
U 2
、 I 与U 及 I 即传输型方程反映的是 U 2 1 1 2 之间的关系。
+ U 1 I 1 No I 2
+
-
U 2 -
返 回
上 页
下 页
由Z参数方程、Y参数方程或H参数方程均可 推导出传输I型方程。 例如由Y参数方程
Y U Y U I 1 11 1 12 2 Y U Y U I
返 回
上 页
下 页
I 1 U 1 No
I 2
I 1 No
I 2 U 1
求 Y11和Y21的电路
(一)式又可写为矩阵形式
求 Y12和Y22 的电路
Y Y U I U 1 1 1 11 12 Y I 2 Y21 Y22 U 2 U 2