简明电路分析基础_15双口网络
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电路分析基础15双口网络
Y12 Y22
称为Y参数矩阵
二、参数的定义
Y11
I1 U1
U2 0
端口2的短路策动点导纳（输入导纳）
Y12
I1 U2
U1 0
端口1短路反向转移导纳
Y21
I2 U1
U2 0
端口2短路正向转移导纳
Y22
I2 U2
U1 0
端口1的短路策动点导纳（输出导纳）
三、Y 参数的求取
例：
50 1
1'
解一：用定义
3 j2
一、方程
I1
+
U–1
I2 + U2 –
UU12
Z11I1 Z12I2 Z21I1 Z22I2
二、Z 参数的定义
Z11
U1 I1
I2 0
Z12
U1 I2
I1 0
Z21
U2 I1
I2 0
Z22
U2 I2
I1 0
端口2开路策动点阻抗（输入阻抗） 端口1开路反向转移阻抗 端口2开路正向转移阻抗 端口1开路策动点阻抗（输出阻抗）
U1
(1 50
j
1 50
)U2
I2
Y11
1 50
S
Y12
1 50
S
Y21
1 50
S
Y22
1 50
j
1 50
S
特点： Y12 = Y21
15-3 双口网络的 H 参数和方程
一、方程
+ I1
U–1
二、参数的定义
I2 + U–2
U1 h11I1 h12U2 I2 h21I1 h22U2
h11
U1 I1
简明电路分析基础 第五章 双口网络的 流控型和压控型VCRat5
G12
" i1 i 1 u2 u2 " i2 i2 u2 u2
u2 0
u1 0
G 22
u2 0
u1 0
其中G11、G22是短路策动点电导，G21、G12是短路转移 电导。由于每一个电导参数均是在一端短路时求得，故称 电导参数为短路电导参数。
例5－10 求图5－29所示电阻双口的电导参数矩阵。
线性电阻双口网络的流控表达式(即以电流为自变量的
表达式)为:
u1 R11i1 R12i2 u2 R21i1 R22i2
(5 19 )
线性电阻双口网络的流控表达式的矩阵形式为
u1 R11 u R 2 21
其中
R12 i1 i1 i R i R22 2 2
其中
H 12 i1 i1 u H u H 22 2 2
(5 26 )
H 11 H H 21
H 12 H 22
(5 27 )
称为双口网络的混合参数1矩阵，或H参数矩阵。
线性电阻双口网络的混合 2表达式为：
' ' i1 H 11u1 H 12i2 ' ' u2 H 21u1 H 22i2
方程自变量为u1和u2，在端口上外加电压为u1和u2的 两个电压源，如图(a)所示。 用叠加定理计算端口电流i1和i2。
从电压源u1单独作用(u2=0)
的电路[图(b)]可求得
G11 G 21
' i1 i 1 u1 u1 ' i2 i2 u1 u1
从电压源u2单独作用(u1=0)
的电路[图(c)]可求得
" i1 i 1 u2 u2 " i2 i2 u2 u2
u2 0
u1 0
G 22
u2 0
u1 0
其中G11、G22是短路策动点电导，G21、G12是短路转移 电导。由于每一个电导参数均是在一端短路时求得，故称 电导参数为短路电导参数。
例5－10 求图5－29所示电阻双口的电导参数矩阵。
线性电阻双口网络的流控表达式(即以电流为自变量的
表达式)为:
u1 R11i1 R12i2 u2 R21i1 R22i2
(5 19 )
线性电阻双口网络的流控表达式的矩阵形式为
u1 R11 u R 2 21
其中
R12 i1 i1 i R i R22 2 2
其中
H 12 i1 i1 u H u H 22 2 2
(5 26 )
H 11 H H 21
H 12 H 22
(5 27 )
称为双口网络的混合参数1矩阵，或H参数矩阵。
线性电阻双口网络的混合 2表达式为：
' ' i1 H 11u1 H 12i2 ' ' u2 H 21u1 H 22i2
方程自变量为u1和u2，在端口上外加电压为u1和u2的 两个电压源，如图(a)所示。 用叠加定理计算端口电流i1和i2。
从电压源u1单独作用(u2=0)
的电路[图(b)]可求得
G11 G 21
' i1 i 1 u1 u1 ' i2 i2 u1 u1
从电压源u2单独作用(u1=0)
的电路[图(c)]可求得
《双口网络》课件
电流传输系数
总结词
电流传输系数是衡量双口网络性能的另一个重要参数，它表示信号在传输过程中电流幅度变化的比例 。
详细描述
电流传输系数是输出电流与输入电流之比，用于评估信号在传输过程中的损失程度。与电压传输系数 类似，电流传输系数也受到阻抗不匹配、线路损耗等因素的影响。电流传输系数的大小直接影响信号 的功率和幅度，因此在实际应用中需要密切关注。
测试环境与设备
实验室环境
在实验室环境下进行双口网络的测试 ，可以模拟各种网络环境和传输条件 ，获得更准确的结果。
实际环境
在实际环境下进行双口网络的测试， 可以更好地评估双口网络在实际应用 中的性能和表现。
பைடு நூலகம்
测试环境与设备
01
02
03
网络分析仪
用于测试双口网络的数据 传输速率、延迟、丢包率 等指标。
详细描述
双口网络在现代通信、电子和计算机技术中扮演着重要 的角色。随着通信技术的发展，信号处理和数据传输的 需求不断增加，双口网络作为一种常见的网络结构，能 够实现信号的高速传输和处理，为通信技术的发展提供 了重要的支持。在电子和计算机领域中，双口网络也广 泛应用于电路设计、信号处理和数据传输等方面，对电 子和计算机技术的发展起到了推动作用。因此，双口网 络的重要性不容忽视。
《双口网络》PPT课 件
xx年xx月xx日
• 双口网络概述 • 双口网络的基本原理 • 双口网络的性能分析 • 双口网络的优化设计 • 双口网络的实现与测试 • 双口网络的未来发展与挑战
目录
01
双口网络概述
双口网络定义
总结词
双口网络是指具有两个输入端口和两个输出端口的网络，通常由两个单口网络 组合而成。
电路分析章二端口网络
电路分析章二端口网络二端口网络是指有两个端口的电路网络。
在电路分析中，我们常常会遇到这样的问题：给定一个二端口网络，需要找到其参数，通过这些参数来描述该网络的特性。
二端口网络的参数分为两类：传输参数和散射参数。
传输参数是描述网络的输入与输出之间的关系的参数。
我们可以使用电压传输参数和电流传输参数来描述二端口网络。
电压传输参数使用开路传输参数和短路传输参数来描述。
开路传输参数是指当输入端口短路时，输出端口的电压与输入电压的比值。
短路传输参数是指当输入端口开路时，输出端口的电压与输入电压的比值。
电流传输参数使用开路传输参数和短路传输参数来描述。
开路传输参数是指当输出端口短路时，输入端口的电流与输出电流的比值。
短路传输参数是指当输出端口开路时，输入端口的电流与输出电流的比值。
散射参数是描述网络的内部反射和传输特性的参数。
散射参数包括前向散射参数和反向散射参数。
前向散射参数是指从输入端口注入的信号在网络内部发生反射后到达输出端口的比例。
反向散射参数是指从输出端口反射回到输入端口的比例。
为了求解二端口网络的参数，我们可以采用回路分析、矩阵法等方法。
回路分析方法是指通过对网络进行回路等效变换和叠加原理，将复杂的网络转换为简单的网络，然后再求解。
矩阵法是一种基于矩阵运算的方法，通过将电路网路转换为矩阵形式，然后利用矩阵的运算性质进行计算。
矩阵法可以直接求解网络的传输参数和散射参数。
除了传输参数和散射参数，我们还可以使用频率响应和零极点分析来描述二端口网络的特性。
频率响应是指输入信号的频率对输出信号的影响。
零极点分析是指通过求解网络的特征方程，找到网络的零点和极点，从而了解网络的稳定性和频率响应。
总之，在电路分析中，对于二端口网络，我们需要求解其传输参数和散射参数，并通过频率响应和零极点分析来描述其特性。
通过这些方法，我们可以更好地理解和分析二端口网络的工作原理和性能。
电路与电子学基础_双口网络
串联: 复合双口的Z参数矩阵为 Z=Za+Zb
并联: 复合双口的Y参数矩阵为 Y=Ya+Yb
并联
U2 U1
I1 0
B21
I2 U1
I1 0
B12
U2 I1 I1
U1 0
6.3 双口网络的连接 一个复杂的双口，往往可看作由若干个简单的双口按某 种方式连接而成，这样分解后可以使计算简化。 级联: 复合双口的A参数矩阵为 A=A1A2
Ì 1= A21Ù2+A22(-Ì 2)
A11 U1 U2
I 2 0
A21
I1 U2
I 2 0
A12
U1 I2
U 2 0
A22
I1 I2
U 2 0
B参数方程:
Ù2=B11Ù1+B12(-Ì 1) Ì 2=B21Ù1+B22(-Ì 1)
B11
第6章 双口网络
• 6.1 双口网络及其端口条件 • 6.2 双口网络参数方程及其等效电路 • 6.3 双口网络的连接
6.1 双口网络及其端口条件 四端网络
6.2 双口网络参数方程及其等效电路 6.2.1 导纳参数 导纳Y参数方程: Ì 1=Y11Ù1+Y12Ù2 Ì 2=Y21Ù1+Y22Ù2
Y11
I1 U1
I2 U1
0 U2
0 U2
Y21
I2 U1
I2 U2
0 U1
0 U2
电路基础分析课件15二端口网络
电路设计和分析
二端口网络用于电路设计和分析，如 负反馈电路、差分放大器等。
在电力电子中的应用
电力转换和控制
在电力电子中，二端口网络用于电力转换和控制，如逆变器、整流器等。
电机控制和驱动
二端口网络用于Hale Waihona Puke 机控制和驱动，如变频器、伺服控制器等。
THANKS
感谢观看
04
CATALOGUE
二端口网络的网络分析
散射参数
定义
散射参数（Scattering Parameters）也称为S参数，用 于描述二端口网络输入端口和输 出端口之间的信号散射关系。
描述内容
S参数描述了当一个端口接收到 信号时，另一个端口如何响应，
包括幅度和相位信息。
重要性
S参数是二端口网络分析的重要 工具，广泛应用于微波、通信、
电路基础分析课件15二 端口网络
CATALOGUE
目 录
• 二端口网络概述 • 二端口网络的等效电路 • 二端口网络的连接 • 二端口网络的网络分析 • 二端口网络的应用
01
CATALOGUE
二端口网络概述
定义与分类
定义
二端口网络是指具有两个端口的电路网络，通常由电阻、电容、电感等元件组 成。
级联连接
总结词
两个二端口网络在电路中以级联的方式连接，它们共享输入和输出端，形成一个更复杂的网络结构。
详细描述
在级联连接中，一个二端口的输出端连接到另一个二端口的输入端，形成一个连续的电路路径。这种 连接方式可以构建更复杂的电路结构，实现更丰富的功能。级联连接时需要注意信号的匹配和阻抗的 连续性，以避免信号失真和反射。
在并联连接中，两个二端口的输入端和输出端分别相连，共享相同的电压源。每 个二端口网络独立处理电流，不受其他网络影响。这种连接方式常用于需要增加 元件数量或提高系统容错能力的电路中。
二端口网络用于电路设计和分析，如 负反馈电路、差分放大器等。
在电力电子中的应用
电力转换和控制
在电力电子中，二端口网络用于电力转换和控制，如逆变器、整流器等。
电机控制和驱动
二端口网络用于Hale Waihona Puke 机控制和驱动，如变频器、伺服控制器等。
THANKS
感谢观看
04
CATALOGUE
二端口网络的网络分析
散射参数
定义
散射参数（Scattering Parameters）也称为S参数，用 于描述二端口网络输入端口和输 出端口之间的信号散射关系。
描述内容
S参数描述了当一个端口接收到 信号时，另一个端口如何响应，
包括幅度和相位信息。
重要性
S参数是二端口网络分析的重要 工具，广泛应用于微波、通信、
电路基础分析课件15二 端口网络
CATALOGUE
目 录
• 二端口网络概述 • 二端口网络的等效电路 • 二端口网络的连接 • 二端口网络的网络分析 • 二端口网络的应用
01
CATALOGUE
二端口网络概述
定义与分类
定义
二端口网络是指具有两个端口的电路网络，通常由电阻、电容、电感等元件组 成。
级联连接
总结词
两个二端口网络在电路中以级联的方式连接，它们共享输入和输出端，形成一个更复杂的网络结构。
详细描述
在级联连接中，一个二端口的输出端连接到另一个二端口的输入端，形成一个连续的电路路径。这种 连接方式可以构建更复杂的电路结构，实现更丰富的功能。级联连接时需要注意信号的匹配和阻抗的 连续性，以避免信号失真和反射。
在并联连接中，两个二端口的输入端和输出端分别相连，共享相同的电压源。每 个二端口网络独立处理电流，不受其他网络影响。这种连接方式常用于需要增加 元件数量或提高系统容错能力的电路中。
电路基础双口网络
= H
I 1 U 2
其中H矩阵称为双口网络的H参数矩阵，H11、H12、 H21、H22称为双口网络的H参数。
U H 11 1 I 1 I H 21 2 I 1
0 U 2
U H 12 1 U 2 H 22 I 2 U 2
1 j Y L 1 j L
1 j (C ) L j 1 L
同理可得：
1 I ) j( L 1 )I 1 I (I 1 2 1 2 jC C jC 1 (I I ) 1 I 1 I U 2 1 2 1 2 jC jC jC jLI U 1 1
A U 1 I 1 C
B U 2 D I 2
U A 1 U 2
I2 0
U B 1 I2
0 U 2
I1 C U 2
I2 0
I1 D I2
0 U 2
T参数矩阵称为双口网络的传输参数矩阵。其中A、 B、C、D称为双口网络的一般参数、传输参数、T参数或A 参数。A是两个电压的比值；B是短路转移阻抗（transfer impedance）；C是开路转移导纳（transfer admittance）；D是两个电流的比值。
改写成矩阵形式
A U 1 I 1 C B U 2 D I 2
令
A B T= C D
U A 1 U 2
I2 0
U B 1 I2
0 U 2
I1 C U 2
I2 0
I1 D I2
其中Z矩阵称为双口网络的Z参数矩阵，Z11、Z12、 Z21、Z22称为双口网络的参数。
电路分析 第5章 双口网络(new)
i1 g11 = u1 u =0
2
u1
−
N
u2
−
i1 g12 = u2
u1 =0
g11是输出端口短路时 输入端的驱动点电导
g12是输入端口短路 时的反向转移电导
i2 g21 = u1
电导参数又称为 短路电导参数
u2 =0
i2 g22 = u2
u1 =0
g21是输出端口短路 时的正向转移电导
g 22是输入端口短路时 输出端的驱动点电导
i1
+
i2
u1 i 1
−
N
+
i2
u2
−
双口网络与四端网络的关系 i1
+
i2
u1 i 1
−
N
+
i2
u2
−
双口
i2 i1 i3
N
i4
四端网络
双口的两个端口间若有外部连接， 双口的两个端口间若有外部连接，则会破坏原 双口的端口条件。 双口的端口条件。
i 3 i1′ R 4
i1
1 1′ ′
i2 i2
i1
A
放大器 n:1
C 滤波器
C
变压器
三极管
1. 单口 (port)
i1
+
u1 i 1
− 2.
N
单口由一对端钮构成， 单口由一对端钮构成 ， 且满足 如下端口条件： 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。 出的电流。
双口（two-port) 双口（
当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路 为双口网络。 为双口网络。
提示：方法不限， 提示：方法不限，可用等效模型
2
u1
−
N
u2
−
i1 g12 = u2
u1 =0
g11是输出端口短路时 输入端的驱动点电导
g12是输入端口短路 时的反向转移电导
i2 g21 = u1
电导参数又称为 短路电导参数
u2 =0
i2 g22 = u2
u1 =0
g21是输出端口短路 时的正向转移电导
g 22是输入端口短路时 输出端的驱动点电导
i1
+
i2
u1 i 1
−
N
+
i2
u2
−
双口网络与四端网络的关系 i1
+
i2
u1 i 1
−
N
+
i2
u2
−
双口
i2 i1 i3
N
i4
四端网络
双口的两个端口间若有外部连接， 双口的两个端口间若有外部连接，则会破坏原 双口的端口条件。 双口的端口条件。
i 3 i1′ R 4
i1
1 1′ ′
i2 i2
i1
A
放大器 n:1
C 滤波器
C
变压器
三极管
1. 单口 (port)
i1
+
u1 i 1
− 2.
N
单口由一对端钮构成， 单口由一对端钮构成 ， 且满足 如下端口条件： 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。 出的电流。
双口（two-port) 双口（
当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路 为双口网络。 为双口网络。
提示：方法不限， 提示：方法不限，可用等效模型
电路分析基础-15双口网络
例：求图示双口网络的各种参数矩阵。已知：
相应的 Z 参数方程为：
用求阻抗矩阵逆矩阵的方法，求导纳矩阵
相应的Y参数方程为:
由式 (2) 和 (3) 可求得 H参数表达式
由此得到H参数矩阵
由式 (4) 和 (1) 可求得T参数表达式
本 章 小 结
1. 理解双口网络的概念； 2. 熟悉双口网络的四种方程（Z、Y、H、T） 参数定义、物理意义及求取； 方法：①用定义；②列方程对照求解。 3. 掌握互易定理； 4. 掌握具有端接的双口网络的分析方法； 5. 了解双口网络的连接。
19
1（求Z,Y,H,T）参数
习题十五
一、方程
+ –
二、参数的定义
端口2的短路输入阻抗
端口1开路反向转移电压比
端口2短路正向转移电流比
端口1的开路输出导纳
三、H 参数的求取
例：
1
–j2
3
解：通过列写网络方程
+ –
1
3
–j2
求 h 参数
应用叠加定理：
特点：h12 = – h21
15-4 双口网络的 T 参数和方程
+ –
一、方程
= 5000 0.0526
= 263V
= 13.83W
500I2
+ –
+ –
1000I1
15-8 双口网络的互联
双口网络的连接方式有五种：
级联、串联、并联、串并联、并串联
级联连接宜采用T参数进行分析
串联连接宜采用Z参数
并联连接宜采用Y参数
Z = Z1+ Z2 + Z3 + … + Zn
相应的 Z 参数方程为：
用求阻抗矩阵逆矩阵的方法，求导纳矩阵
相应的Y参数方程为:
由式 (2) 和 (3) 可求得 H参数表达式
由此得到H参数矩阵
由式 (4) 和 (1) 可求得T参数表达式
本 章 小 结
1. 理解双口网络的概念； 2. 熟悉双口网络的四种方程（Z、Y、H、T） 参数定义、物理意义及求取； 方法：①用定义；②列方程对照求解。 3. 掌握互易定理； 4. 掌握具有端接的双口网络的分析方法； 5. 了解双口网络的连接。
19
1（求Z,Y,H,T）参数
习题十五
一、方程
+ –
二、参数的定义
端口2的短路输入阻抗
端口1开路反向转移电压比
端口2短路正向转移电流比
端口1的开路输出导纳
三、H 参数的求取
例：
1
–j2
3
解：通过列写网络方程
+ –
1
3
–j2
求 h 参数
应用叠加定理：
特点：h12 = – h21
15-4 双口网络的 T 参数和方程
+ –
一、方程
= 5000 0.0526
= 263V
= 13.83W
500I2
+ –
+ –
1000I1
15-8 双口网络的互联
双口网络的连接方式有五种：
级联、串联、并联、串并联、并串联
级联连接宜采用T参数进行分析
串联连接宜采用Z参数
并联连接宜采用Y参数
Z = Z1+ Z2 + Z3 + … + Zn
电路分析基础_15双口网络
2.同一双口网络的六种方程，可以相互转换。
15－1 双口网络的 Z 参数和方程
一、方程
I1
+
U– 1
I2 + U 2 –
U 1 Z11I1 Z12I2 U 2 Z21I1 Z22I2
二、Z 参数的定义
Z11
U 1 I1
I2 0
Z12
U 1 I2
I1 0
Z21
U 2 I1
I2 0
Z22
U 2 I2
(30 30)I3 30I2 U
U 2 20I1 20I2
30I3 30I2 U 2
I1
I3
1 60
U 2
Z11 = 50 Z21 = 20
Z12 = 10 Z22 = 20
特点：含源双口网络，Z12 Z21 ，Z11 Z22
2. 不知网络的内部电路，用实验方法
Z11
U 1 I1
=
j4
2'
Z12 UI21 I10 = j4
Z22
U 2 I2
=
I1 0
2
+
j4
解法二：通过列写网络方程，整理对照标准方程得出
2
+
U 1
I1
2
j4
I2
+
U 2
– 网孔方程：
–
U 1 (2 j4) I1 j4 I2 U 2 j4 I1 (2 j4) I2
对照标准方程： Z11 = 2 + j4 Z12 = j4 Z21 = j4
参数和结构如何，总可以用一组方程描述其外部特
性，双口网络可以看作是一个黑箱。
（二）口的定义：
口是这样的一对端子，流入其中一个端子的电流
15－1 双口网络的 Z 参数和方程
一、方程
I1
+
U– 1
I2 + U 2 –
U 1 Z11I1 Z12I2 U 2 Z21I1 Z22I2
二、Z 参数的定义
Z11
U 1 I1
I2 0
Z12
U 1 I2
I1 0
Z21
U 2 I1
I2 0
Z22
U 2 I2
(30 30)I3 30I2 U
U 2 20I1 20I2
30I3 30I2 U 2
I1
I3
1 60
U 2
Z11 = 50 Z21 = 20
Z12 = 10 Z22 = 20
特点：含源双口网络，Z12 Z21 ，Z11 Z22
2. 不知网络的内部电路，用实验方法
Z11
U 1 I1
=
j4
2'
Z12 UI21 I10 = j4
Z22
U 2 I2
=
I1 0
2
+
j4
解法二：通过列写网络方程，整理对照标准方程得出
2
+
U 1
I1
2
j4
I2
+
U 2
– 网孔方程：
–
U 1 (2 j4) I1 j4 I2 U 2 j4 I1 (2 j4) I2
对照标准方程： Z11 = 2 + j4 Z12 = j4 Z21 = j4
参数和结构如何，总可以用一组方程描述其外部特
性，双口网络可以看作是一个黑箱。
（二）口的定义：
口是这样的一对端子，流入其中一个端子的电流
双口网络各组参数之间的关系
y△21yI•s(cy1)+ △y11yI•s(cy2)
I•s(cy1) I•sc(y2)
• (T) Uoc1 –
AC–1
I•s(cT1)
– C–1I•s(cT1)
I•s(cT1) – DB–1U• o(Tc1) B–1U• (oTc1)
T
U• o(cz1)– z11z21–1 U• o(cz2) – z21–1U• o(cz2)
△z z12
1 – y12
H
z22 – z21
z22 1
z22 z22
y11 y21
y△11y
y11 y11
A △T CC 1D CC
D – △T BB –1 A BB
AB CD
B △T DD –1 C DD
5/7
H
△h h12 h22 h22 – h21 1 h22 h22 1 – h12 h11 h11 h21 △h h11 h11 △h – h11 h21 h21 – h22 – 1 h21 h21
U• o(cz2)
电路分析基础——第三部分：15-5
4/7
T 与 h 参数的关系
A = T11 = h12 – h11h22h21–1 B = T12 = – h11h21–1
C = T21 = – h22h21–1
D = T22 = – h21–1
双口网络 VAR 参数的意义：
U• o(Tc1) = U• o(ch1)– h11h21–1•Isc(h2) •Is(cT1) = – h21–1•Isc(h2)
• Seq1
I–
10 I– = 0 –1
T 与 z 参数的关系
A = T11 = z11z21–1 B = T12 = z11z22z22 = z22z21–1
双口网络概述
i1
i2
+
+
N
NS v1
N0
v2 NL
−
−
图13.2 网络划分示意图
2006-1-1
！
3
双口网络概述
• 由上分析得知，为研究中间网络的特性，常将一 个网络划分为如图13.2所示的子网络。其中NS为 信号源、N0为中间的无源网络、NL为负载。由于 N0就是具有两个端口的双口网络。一般情况下， 加入输入信号的端口，称为端口1；另一个端口为 输出处理过的信号，称为端口2。在实际工程中， 如何划分网络是根据整个系统中各个组成部分所 起作用的不同而进行的。
2006-1-1
！
2
双口网络概述
• 如图所示的放大电路中，其前端一般接信号源，后 端接负载。而真正感兴趣的是信号经过放大器以后 的处理情况，如果将未接信号源和负载时的放大器 分析清楚。那么加入信号源后，输出端的情况就能 一目了然。
vS −
+
RS + vbe −
+ Rb2
vo RL Rb1 Re
−
图 放大器电路图
2006-1-1
！
4
双口网络概述
• 另外，如果双口网络的输入信号为正弦交流量， 端口的电压和电流也常用相量表示，则双口网络 的端口电流、电压v1、i1、v2、i2表示为1、İ1、2、 İ2。研究双口网络基本参数时，由于只取决于本 身结构，可以假设所加信号为正弦量，这样就可 以将双口网络端子电流、电压相量化。如果双口 网络为明确的电阻网络，也常用直流量(大写字母) 表示端口电流、电压。当然不论何时，用瞬时值 表示都是可以的。
2006-1-1
！
6
双口网络概述
• 以前讨论过二端网络的特性，诸如网络等效方法及戴维南与诺顿等 效电路方法所进行的分析都是以二端网络为对象，即一对端子的电 路计算分析，但在实际工程分析中，很多场合都需要讨论两对端子 的特性，且更为方便、有效，尤其对信号从一对端子输入、经过处 理后、从另一对端子输出的系统。因为端子对应代表信号的输入点 或输出点。因此，常常将由一个端子流入的电流又从另一个端子流 出的这样的一对端子称为端口，这称为端口条件，那么具有两个端 口的网络称为双口网络。
《电路分析》多端元件和双口网络
1 2
u1
1 2
u2
3i2
iS
1 2
u1
1 2
1 3
u
2
i2
代入
u2 3u1
可解得
Ri
u1 iS
0.2
图5－6
必作习题：第212~213页
习题五：5 – 2 、5 – 4 2002年春节摄于成都人民公园
例5－1 求图5-3所示单口网络的等效电阻Rab。
图5－3
解：先求理想变压器的次级负载电阻
RL
3
6 3 k 63
5k
图5－3
由RL=5kΩ得到图(b)所示电路，由此求得
Rab 5k 22 5k 25k
最后得到图(c)所示电路。
例5－2 电路如图5-4所示。欲使负载电阻RL=8得最大功 率，求理想变压器的变比和负载电阻获得的最大 功率。
第五章 多端元件和双口网络
具有多个端钮与外电路连接的网络（或元件），称为 多端网络（或多端元件）。在这些端钮中，若在任一时刻， 从某一端钮流入的电流等于从另一端钮流出的电流，这样 一对端钮，称为一个端口。二端网络的两个端钮就满足上 述端口条件，故称二端网络为单口网络。假若四端网络的 两对端钮均满足端口条件，称这类四端网络为双口网络， 简称双口(Two-Ports)。
图5－4
解：理想变压器端接负载电阻RL时的等效电阻为
Ri n 2 RL
根据最大功率传输定理，Ri获得最大功率的条件是
Ri n 2 RL Ro
求得
n Ro 800 10
RL
8
得到图(b)所示电路、电阻RL和Ri获得的最大W 1.25mW 4 800
§5－1 理想变压器
电子和电力设备中广泛使用各种变压器，为了得到各 种变压器的电路模型，需要定义一种称为理想变压器的电 路元件。
第五章双口网络
N1 N2
n
求双口网络的Y参数。
I1
I2a
a I1a
2
P
b 1'
2
N1 : N 2
解：
I1
Y11
U1
Y12
U2
I2 Y21 U1 Y22 U2
对于上图，
I1a
Y11
U1 Y12
U2
I2a Y21 U1 Y22 U2
联结1
. Ib
Y11
1
jL
jC
Y21U I21U20, I2U 1(gjC) Y21gjC
求 Y12、 Y22 ,
1 - 1 ' 短路，2 2 '加电压 U
，
2
求 I 1 、I 2
1
I1 U1
1'
2
C L
L g U1
I2 U2
2'
I1
Y11
U1
Y12
U2
222112112221121153双口网络的短路参数y1短路参数方程用端口电压来表示端口电流为端口2短接时端口1的入端导纳为端口2短接时12端的转移导纳11122122为端口1短接时21端的转移导纳为端口1短接时端口2的入端导纳11122122对于互易双口网络y12对于对称双口网络y11y参数都是短路情况下的导纳所以又称y参数为短路参数
U1 P
1'
. .I2
2
U2
2'
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电路分析基础——第三部分：15-1
双口网络的应用: 可用于放大、滤波、变换、互联等。
电路分析基础——第三部分：第15章主要内容 双口网络的定义：
i1
i2 N
+ u2 –
N
N1
+ u1 –
N2
图15-1 大网络N划分为两个单口网络和一个双口网络
对绝大部分应用来说，N1 和 N2 分别为输入源网 络和输出负载网络，而 N 一般为放大电路、滤波电路、 变换电路等等。
2
2’
双口网络 图15-4 四端网络及变其量
电路分析基础——第三部分：15-1
4/17
明确的双口网络：除了两对端口以外，没有其他任何途径和方 式再与外部电路发生联系的双口网络。 （参考§4-2 中关于明确的单口网络的定义） 明确的意义： （1）双口网络的 VAR 只与自身的元件参数和结构有关，与外 接电路无关。 （2）若含有受控源，则受控源的控制支路也在双口网络内或 者在端口上（端口电流或端口电压）。 （3）由于双口网络可以有外电路供电，因此，网络内可以没 有独立源，大部分情况下，我们就是对此类网络感兴趣。
7/17
双口网络流控型 VAR 的描述：
• • • U = Z I + Uoc 四个变量 六个参数
• • • ，• ， U1 ， U2 I1 I2
• • ， ， z11 z22 z12 ， z21 ， Uoc1，Uoc2
开路阻抗矩阵：Z，也称为双口网络的 z 参数。
电路分析基础——第三部分：15-1
双 口 网 络
5 各组参数之间的关系
6 具有端接的双口网络
3 双口网络的传输型伏 7 双口网络的互联* 安关系
4 互易双口和互易定理
电路分析基础——第三部分：第15章主要内容 本章主要内容：
网络进一步分解：第四章中我们介绍了将一个复杂网络分 解为若干个单口网络，典型的是两个单口网络。在本章中， 我们进一步将网络分解为两个单口网络和一个双口网络级联 的形式。 双口网络：可以有两对端口分别与外电路或其他网络相联 的网络。上一章介绍的变压器或耦合电感可以看成双口网络。 双口网络的VAR：变压器是四端元件，也是特殊的双口网 络。双口网络的VAR与变压器的VAR类似。但双口网络的VAR 的形式有多种，从标题就可以看出。 双口网络的互易和对称: 当双口网络的两个端口之间的互 参数（互阻抗、互导纳）相等时，称为互易。若两个端口上的 自参数（自阻抗、自导纳）相等，则进一步称为对称。
12/17
• I2
y11
y22
+ • U2 –
图15-8 压控型双口网络 N 的等效电路
无源双口网络压控型 VAR • • • I1 = y11U1 + y12 U2 方程形式 • • • =y U U I2 21 1 + y22 2 • • y y I1 U1 12 11 矩阵形式 • = y y • 21 I2 U2 22
电路分析基础——第三部分：15-1
• I1 1
+ • U1 – 1’
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• I2
N
2 + • U2 –
2’
图15-5 求双口网络 N 的流控型 VAR 由叠加定理可得： • • • = ( 电流源 单独作用时响应 ) + ( 电流源 U1 I1 I2单独作用时响应) + (网络内独立源单独作用时响应) • • • •’ •” • ’” + z = U 1 U 1 + U 1 = z11 I1 + 12 I2 + Uoc1 • • •’ •” • ’” • • = + z + I 21 1 + z22 I2 + Uoc2 U2 = U 2 U 2 U 2
电路分析基础——第三部分：15-1
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双口网络的举例
电路分析基础——第三部分：15-1
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四端网络的定义：由四个端口、六个变量构成的电路网络。由 端钮11’ 构成的端口称为端口 1，端钮22’ 构成的称为端口 2。 R 1
i’1
i1
i’1
四端 网络
i2 i’2
i’2
+ u2 –
+ u1 – ’ 1
电路分析基础——第15章第一节
电 路 分 析 基 础
双口网络
电路分析基——课程内容介绍
第三部分 正弦稳态分析
• 11、阻抗与导纳 • 12、正弦稳态功率与能量 • 13、电路的频率响应 • 14、耦合电感与理想变压器 三相电路
• 15、双口网络
电路分析基础——第三部分：第15章
目录
第15章
1 双口网络的流控型和 压控型伏安关系 2 双口网络的混合型伏 安关系
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• I2 1 • • = 0 = – 5 = – 0.2S U1 U2
（1）对 型或 型双口网络，采用 y 参数计算更简单；对 T 型或 Y 型双口，采用 z 参数计算更简单。
（2）注意电压电流关联参考方向的关系以确定正负号。
电路分析基础——第三部分：15-1
15/17
例15-2 试求图15-10所示双口网络的 z 参数和 y 参数。 解：z 参数的求法与上例类似，详细内容请大家看书，但要注意 受控源的作用。电路过于复杂时要采用节点法或回路法列方程 • • 求解。下面计算 y 参数。列回路方程得 30 I2 I1 • • • • + • + 10 ) U ( + U – µ 30 I1 U1 = 10 I1 + 2 2 • • U 2 U1 • • • • • U2 µ 30 U2 ) – – U2 = 30 ( I1+ I2 – µ 30µ–1 • 1 • 整理得 • I1 = 40 U1 + 40 U2 µ+1 • • • µ–1 • • 30 µ 30 1 +1 30 – I2 = 30 U2 I1 = – 40 U1 + ( 30 – 40 )U2 • µ+1 • 1 30 =– + 40 U1 120 U2
电路分析基础——第三部分：15-1
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自阻抗：在忽略其他独立源作用时，端口上自身电压与电流源 电流比呈现出的阻抗。 • • U1 U2 z11 = • • • z22 = • • • = 0 = 0 ， I U oc1 I1 2 I2 I1 = 0，Uoc2 = 0 互阻抗：在忽略其他独立源作用时，端口上自身电压与其他端 口电流源电流比呈现出的阻抗。 • • U2 U1 z21 = • • • z12 = • • • =0 = 0 ， I U oc2 I1 2 I2 I1 = 0，Uoc1 = 0 开路电压：在忽略外加电流源作用时，端口上由网络自身独立 源在端口上呈现的电压。 • • • • = • • U2 I Uoc2 • • Uoc1 = U1 I = 0 ， I = 0，I = 0 1 2 =0
• • • • U ， I1 ， I2 ， 1 U2 • • ， ， y11 y22 y12 ， y21 ， Isc1 ， Isc2 四个变量 六个参数
短路导纳矩阵：Y，也称为双口网络的 y 参数。
电路分析基础——第三部分：15-1
• I1 + • U1 – • y12 U2 • y21 U1 • Isc1 • Isc2
1 2
电路分析基础——第三部分：15-1
双口网络流控型 VAR • • • • U1 = z11 I1 + z12 I2 + Uoc1 方程形式 • • • • U2 = z21 I1 + z22 I2 + Uoc2 • • z11 z12 I1 U1 矩阵形式 • = + • z U2 21 z22 I2 两个方程 • Uoc1 • Uoc2
20 15
+ • U2 –
电路分析基础——第三部分：15-1
根据 y 参数定义，可得 • I 1 = 0.25S y11 = • 1 • = 1 + 5 U1 U2 = 0 20 • U2 1 = 0.2667S 1 = +5 y22 = • • 15 I2 U1 = 0 • 1 I1 = – 0.2S y21 = =– y12 = • • 5 = 0 U 1 U2 总结：
1 2
电路分析基础——第三部分：15-1
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双口网络压控型 VAR 的描述： 双口网络压控型 VAR • • • • = y y U I I1 11 U1 + 12 2 + sc1 方程形式 • 两个方程 • • • I2 = y21 U1 +y22 U2 + Isc2 • • • y11 y12 U1 I1 Isc1 • • • = 矩阵形式 + • I = Y U + Isc • • y Isc2 21 y22 I2 U2
• I1 + • U1 –
8/17
z22
• I2 + • U2 –
z11
+
• z12 I2 – +
• Uoc1 –
• z21 I1 – + – • Uoc2
+
图15-7 流控型双口网络 N 的等效电路
无源双口网络流控型 VAR • • = z • U1 11I1 + z12I2 方程形式 • • • z I = U2 21 1 + z22I2 • • z z I1 U1 12 11 矩阵形式 • = • z21 z22 I U2 2
单口网络的VAR：在§4-2、§4-6、§4-7等章节中，我们讨论 了单口网络的VAR的计算与等效（置换定理、戴维南、诺顿）。 这些方法对双口网络的VAR的分析和计算仍然有用。
1
i1 i1
双口 网络
i2 i2