13二端口网络参数和方程
演示文稿二端口网络参数和方程
二端口网络参数和方程
13.1 二端口网络及其参数方程
一、一端口网络和二端口网络的概念
1. 一端口网络
I
+
U
Z
-
（Y）
表征一端口网络电特性的独立 参数：输入阻抗Z或输入导纳Y。 且 Z = Y -1 。
i1 +
u1
i1
–
端口的概念：
端口由一对端子构成，且满足如下 条件：从一个端子流入的电流等于 从另一个端子流出的电流。此称为 端口条件。
i2 +
u2 – i2
4. 二端口与四端网络的区别：
二端口的两个端口必须 满足端口条件，四端网 络却没有上述限制。
i1
i2
i1
i2
二端口
i1
i2
i1
i2
具有公共端的二端口
i2 i1
i3 i4
四端网络
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。
1
i1
i 3
R
4 i2 2
u1
i1
2.四端网络 在工程实际中，研究信号及能量的传输和信 号变换时，经常碰到如下形式的电路。称为 四端网络。
线性RLCM 受控源
四端网络
例1
R
C
C
滤波器 n:1
变压器
三极管 传输线
3. 二端口（two-port)
如果四端网络的两对端子同时满足端口条件， 则称为二端口网络。
+
i1
u1 –
i1
线性RLCM 受控源
整理可得
I1 = (Y1 Y2 )U1 - Y2U2 I2 = -Y2U1 (Y2 Y3 )U2
【推荐】电路原理基础：第二章 二端口网络的方程和参数
D
i1 i2
u2 0, 10
四、H参数方程： 已知i1和 u2求u1和 i2
u1 H11i1 H12u2 i2 H 21i1 H 22u2
1 i1
u1
1' i1
i2 2
N
u2
i2 2'
u1
i2
H11 H 21
H12 H 22
i1 u2
T
0.5 0.75S
0.6
0.5
将其变换为其它参数方程，则可求得其他参数，
注意变换时有些参数可能不存在。
12
六、二端口网络参数的互易性（reciprocal）
若网络中只含有R、 L、 C、 M 等线性元件而不 含有受控源，则网络参数就具有如下性质：
(1) R12 R21 (3) T AD - BC 1
注意与四端子网络（four terminal network）的区别。
无独立源的二端口电阻网络
1
第一节 二端口网络的方程和参数
i1
1
u1
1'
i1
i2
2
N
u2
2'
i2
二端口的外特性决定于网络的本身与外部所接
电路无关，用端口电压、电流（共四个量）间的关 系反映，共六种情况。
2
一、R参数方程：
i1
u1
i2
Rl
u2
R
Rl Rl
Rl
Rl
但G不存在
双口网络的方程和参数
1.1双口网络的阻抗矩阵
若已知端口电流İ1和İ2，可以应用替代定理将两个端口电流 都看作是外施的电流源，这样就可以根据叠加定理，1和2 分别为各个电流源单独作用时所产生的电压之和，即
V1 Z11I1 Z12I2 V2 Z21I1 Z22I2
(13.1)
式中Z11、Z12、Z21、Z22称为双口网络的Z参数，由于这些 参数表明了电流对电压的关系，具有阻抗特性，因此又称 为阻抗参数。这些参数可以实际测量获得，也可按照下面 式子计算得到
2006-1-1
！
2
端口2开路时，端口1的驱动阻抗：
Z11
V1 I1
端口2开路时，端口1对端口2的转移阻抗：Z
I2 0
21
V2 I1
I2 0
端口1开路时，端口2对端口1的转移阻抗：Z12
V1 I2
I1 0
端口1开路时，端口2的驱动阻抗： Z22 VI22 I10
2006-1-1
！
3
• 可以看出，这些参数都是由一个端口开路时测得 的，因此又称为开路阻抗参数。根据式(13.1)所示， 可进一步得到其矩阵形式
7
解 假设正弦激励的角频率为ω，作出相量模型图，同时将受控电流
源转化为受控电压源如图13.8(b)所示。若假想左右两端加上电压
分别为1和2的电压源，并以网孔为回路，应用回路法，列写回路
方程为
V1
(R
j
1
C
)I1
RI2
j C
I
V2 RI1 2RI2
再根据主控量与回路电流的关系有İ = İ1 + İ2，则整理上述方程为
所以得到
0.1 j0.2 0.1
Y
二端口网络参数和方程和等效电路相关知识讲解培训
（1） H 参数
UI21
H 11 I1 H 21I1
H12U 2 H 22U 2
矩阵形式:
UI21
H11
H
21
H12 H 22
UI12
（2） H 参数的计算与测定
H11
U 1 I1
U 2 0
H21
I2 I1
U 2 0
UI21
H 11 I1 H 21I1
H12U 2 H 22U 2
Y21
I2 U 1
U 2 0 Yb Y12
Ya Yb Y11 即：Yb Y12 Y21
Yb Yc Y22
解之得
Ya Y11 Y12 Yb Y12 Yc Y22 Y12
注意： (1) 等效只对两个端口的电压，电流关系成立。对端 口间电压则不一定成立。
(2) 适用于互易网络。
I2
Y12U1 Y22U 2
Y21 Y12
U 1
I2
其中
I1 I'2
Y11U 1 Y12U 1
Y12U 2 Y22U 2
相当于一互易二端口，
可求出其等效电路(型)：
(计算见前例)
•
I1
+
•
U1
Yb
Ya
Yc
I2
+
•
U2
而I2 I2 Y21 Y12 U1相 当 于 在 端 口2并 入 一 受 控 源.
C
I1 U 2
I2 0
D
I1 I2
U 2 0
U1 AU 2 BI2
I1
CU 2
DI2
（3） 互易二端口 Y12 Y21
T 参数满足: AD BC 1
二端口网络的网络参数-文档资料
阻抗参数[Z]
u1
U1 Z e1
, i1
I1
Z e1
u2
U2 Ze2
, i2
I2
Ze2
代入整理可得 [u] [z][i]
其中，
z
z11 / ze1
z12 / ze1ze2
z21 / ze1ze2 z22 / பைடு நூலகம்e2
1、2 导纳参数[Y]
在上述双端口网络中, 以U1、U2为自变量, I1、I2 为因变量, 则可得另一组方程:
U 2
I
2
其中，[A]称为转移矩阵，方阵中各参数的物理意义 如下：
A11
U1 U2
|I2 0
A12
U1 I2
|U2 0
表示T2开路时电压的转移参数 表示T2短路时转移阻抗
转移参数[A]
A21
I1 U2
|I2 0
表示T2
A22
I1 I2
|U2 0
表示T2短路时电流的转移参数
若将网络各端口电压、电流对自身特性阻抗归一
对于如下图所示的两个网络的级联：
U1
I1
A1
U2
I
2
U2
I
2
A2
U3
I3
转移参数[A]
＋ I1
I2
I3 ＋
＋
U1
[A1]
U2
[A2]
U3
－
－
－
双端口网络的级联
转移参数[A]
则有
U1
I1
A1
A2
U3
I3
令 A A1A2
则对于n个双端口网络级联 A A1A2 An
散射参数[S]
电路原理13.1.4二端口网络及其参数方程 - 二端口网络及其参数方程2
II&&12
Y
UU&&12
Y 1
II&&12
UU&&12
对称二端口 Z11 Z22 (Z12 Z21 )
Z11
Z
21
Z12 Z22
Y11 Y21
Y12 1
Y22
1 ΔY
Y22 Y21
Y12
Y11
若矩阵 Z 与 Y 非奇异
Y Z 1 Z Y 1
二端口网络
+ U1
解一： I1 1
+ U1
2 I2
+
2
U2
2
+ 2 U2
UI11
T11 T21
T12
T22
U2 I2
I1 1
+ U1
2 I2 2
T11
U1 U2
1 2 I2 0 2 1.5
T21
I1 U2
I2 =0 0.5S
T12
U1 I2
U2 =0
I1[1 + (2//2)] 4Ω 0.5I1
Yb
Y22
I&2 U&2
U&1 =0 Yb Yc
对任何一个无受控源二端口，只要3个独立的参数就
足以表征它的性能。
注意
二端口网络
Y
Y11 Y21
Y12
Y22
若Y12 Y21，称为互易二端口。 进一步，若Y11 Y22 ，则称为对称二端口。
I&1
Yb
I&2
+ U&1
Ya
Yc
+ U&2
电流电路的二端口网络方程和参数
U2 Zc I2 Zb (I1 I2 ) Zb I1 (Zb Zc )I2
Z
Za Zb
Zb
Zb
Zb
Zc
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例2-5 求图示二端口的Z参数。
•
•
I1
Za
Zc
Z
I1
+
•
I2
+
+
解
•
U1
Zb
•
U2
列KVL方程：
U1 Za I1 Zb (I1 I2 ) (Za Zb )I1 Zb I2 U2 Zc I2 Zb (I1 I2 ) ZI1
第十四章 二端口网络
本章重点
14-1 二端口网络 14-2 二端口的方程和参数 14-3 二端口的等效电路 14-4 二端口的转移函数 14-5 二端口的连接 14-6 回转器和负阻抗转换器
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重点
1. 二端口的参数和方程 2. 二端口的等效电路 3. 二端口的转移函数
返回
14.1 二端口网络
•
I1
Za
+
•
U1
Zc Zb
•
I2
+
•
U2
Z11
U1 I1
I20 Za Zb
Z21
U2 I1
I2 0 Zb
Z12
U1 I2
I10 Zb
Z22
U2 I2
I10 Zb Zc
返回 上页 下页
解法2
•
I1
Za
Zc
+
•
U1
Zb
列KVL方程。
•
I2
+
•
U2
U1 Za I1 Zb (I1 I2 ) (Za Zb )I1 Zb I2
三、二端口网络的T方程和T参数(精)
三、 二端口网络的T 方程和T 参数在上述内容中我们已经介绍了Y 参数和Z 参数的求法，Y 参数和Z 参数都可用来描述一个二端口网络的端口外特性。
但在许多工程实际问题中，往往还要求知道一个端口的电流、电压与另一个端口的电流、电压之间的直接关系。
若把Y 参数方程：22212122121111U Y U Y I U Y U Y I +=+=的第二式化为2212212211I Y U Y Y U +-= 代入Y 参数方程第一式中，整理可得：221112212211121)(I Y Y U Y Y Y Y I +-= 把以上两式写成下列形式⎪⎩⎪⎨⎧-=-=221221I D U C I I B U A U式中 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=-=2111212211212121221Y Y D Y Y Y Y C Y B Y Y AA 、B 、C 、D 称为二端口网络的一般参数、传输参数、T 参数或A 参数。
它们的具体含义可用下式说明：0221==I U U A A 是输出端开路时，输入电压与输出电压的比值；0221=-=I I U B B 是输出端短路时，输入端对输出端的转移阻抗；0221==I U I C C 是输出端开路时，输入端对输出端的转移导纳；0221==U I I D D 是输出端短路时，输入电流与输出电流的比值。
可见，A 是一个量纲为一的量纲；B 的量纲为Ω；C 的量纲为s ；D 也是量纲为一的量。
对于无源线性二端口网络A 、B 、C 、D 只有3个是独立的，因为Y 11＝Y 22，故A ＝D 。
所以T 参数方程为：其中 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=D C B A T ，称为T 参数矩阵。
AD BC 可逆时，-=1AD BC A D =对称时满足:-=1,【例】 求例1中电路的T 参数【解】：方法一：根据定义求解（略）方法二：根据KCL 直接列方程求解（略）方法三：根据T 参数与Y 参数或Z 参数的转换公式(可在表6-1中查到)求⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-∆---=2111212121221Y Y Y Y Y Y Y T ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆=1222212121111Z Z Z Z Z Z Z T 其中 2112221122211211Y Y Y Y Y Y Y Y Y -==∆2112221122211211Z Z Z Z Z Z Z Z Z -==∆因为已知例1的 s Y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=4.02.02.04.0 12.004.016.0=-=∆Y所以 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡------=26.0522.04.02.012.02.012.04.0T⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡2211D I U C B A I U【例 】：已知...1111122...2211222(1)(2)U Z I Z I U Z I Z I =+=+ ，求T 参数。
38第三十八讲 二端口网络方程和参数
1/
由Ｚ参数方程可得： U1 Z12 I 2 I1 0 U2 Z 22 I1 0 I
2
（３）、 Y参数矩阵与Ｚ参数矩阵之间的关系
Z 参数矩阵与Y 参数矩阵互为逆矩阵。
YZ
即：
1
Z Y
1
Z11 Z12 1 Y22 Y12 Z Y Y11 21 21 Z 22 Y
可求得： I1 Y11 Ya Yb U1
Y21
I2
Yb g
U1
将１－１／短路， 在２－２／外加电压可得：
U1 0
可求得：
1 I1
Yb Ya Yc
I2 2
g U 1
U1
_
U2
_
Y12 Y22
I1
Yb Yb Yc
1/
2/
0 u s 0 is R2 L2
或 : x Ax Bv
（２）、拓扑法
每个元件为一支路，选一棵特有树。
（３）、列写状态方程的步骤：
① 、线性电路以iL ,uc为状态变量。 ②、对含有电容的支路，选择节点（割集）列出KCL方程，
duc 在方程中包括 项； dt
(注意符号）
A T C
B D
称为T 参数矩阵
（２）、 T 参数的计算或测定
U1 A U2 I1 C U2
I2 0
U1 B I2 I1 D I2
U 2 0
I2 0
U 2 0
U 1 AU 2 BI 2 I 1 CU 2 DI 2
电路分析基础课件第13章 二端口网络
•
I
•
2I
2
+
NN
•
U2
••
I 1I 1
•+
U1
••
II2 2
++
NN
••
UU2 2
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
例2-1 求图示二端口的Y 参数。
解
•
I I I •
•
1 11
Yb YbYb
•
I I I •
•
2
2
2
++
•
••
UU1
1U01
第13章 二端口网络
13-1 13-2 13-3 13-4 13-5 13-6
二端口网络 二端口的方程和参数 二端口的等效电路 二端口的转移函数 二端口的连接 回转器和负阻抗转换器
重点
1. 二端口的参数和方程 2. 二端口的等效电路 3. 二端口的转移函数
13-1 二端口网络
在工程实际中，研究信号及能量的传输和 信号变换时，经常碰到如下二端口电路。
•
I1
例2-8 求二端口T 参数。 +
•
U1
解
n 0
T
0
1
n
1
2
•
I2
+
2
•
U2
A U1 U2
I2 0 1.5
B
U1 I2
U2 0
4Ω
C I1 U2
I2 0 0.5 S
D I1 I2
U2 0
2
二端口网络的网络参数
测量原理：利用频谱分析仪的频率扫描功能，对二端口网络的传输函数进行测量。
测量步骤：将二端口网络接入频谱分析仪，设置合适的频率范围和分辨率，进行频率扫描， 记录传输函数的幅度和相位信息。
测量精度：频谱分析仪的频率精度和幅度分辨率决定了测量精度，高精度的频谱分析仪可以 提高测量准确性。
参数计算的意义：通过计算电压反射 系数，可以了解网络对不同频率和幅 值的入射电压的响应特性，从而优化 网络设计。
定义：电流反射系数是描述二端口 网络输入端口对入射波和反射波的 幅度和相位变化的参数
物理意义：电流反射系数反映了网 络对入射波的反射能力，其值范围 在-1到1之间
添加标题
添加标题
添加标题
影响因素：网络阻抗与源阻抗的差异越大，电压反射系数越大
意义：电压反射系数是二端口网络的重要参数，用于分析网络的性能和稳定性
定义：电流反射系数是指入射波 与反射波的幅度之比
意义：电流反射系数反映了网络 对入射波的反射能力，是二端口 网络的重要参数之一
计算公式：反射系数 = (Z_2 Z_1) / (Z_2 + Z_1)，其中 Z_2为输出阻抗，Z_1为输入 阻抗
调整网络分析仪的 参数设置
记录测量结果并进 行数据处理
验证测量结果的准 确性和可靠性
测量步骤：将信号发生器连接到二端口网络的输入端，将示波器连接到输出端，调整信号发生器输出信号的幅度 和频率，观察示波器上的输出波形
注意事项：确保信号发生器和示波器的性能良好，连接正确，避免外界干扰对测量结果的影响
测量结果：通过示波器观察到的输出波形可以计算出二端口网络的参数，如电压放大倍数、输入阻抗等
添加标题
电路基础-§7-2二端口网络的参数方程及参数
第七章二端口网络§7-2 二端口网络的参数方程及参数一、导纳参数方程、导纳参数如图7-4所示无源线性二端口电路中，电压、电流参考方向如图所示，电路已达稳定。
假设端口电压、为已知量，、为待求量，用、表示、时，1U 2U 1I 2I 1U 2U 1I 2I 根据叠加定理，二端口网络的方程为22212122121111U Y U Y I U Y U Y I +=+=式中系数具有导纳性质，称为二端口网络的导纳参数（参数），所以上式称为导纳方程或方程。
无源二端口网络的Y 参数，仅与网络的内部结构、元件参数、工作频率有关，而与输入信号的振幅、负载的情况无关。
因此，这些参数描述了二端口网络本身的电特性。
所以导纳方程可以用矩阵形式表示为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡2221121121Y Y Y Y I I ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡21U U UY I =⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=21I I I ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=21U U U 22122111⎥⎦⎤⎢⎣⎡=Y Y Y Y Y 为端口电流列向量；为端口电压列向量；为导纳矩阵或Y 矩阵011112==U U I Y 012212==U UIY 022221==U UIY 021121==U UIY 由于每个Y 参数都是在一个端口短路情况下分析得到的，因此参数也称为短路导纳参数。
对于无源线性二端口网络可以证明，输入和输出互换位置时，不会改变由同一激励所产生的响应。
由此得出2112Y Y =即在参数中，只有三个参数是独立的，这样的网络具有互易性，称为互易网络。
如果二端口网络是对称的（即对称二端口网络），则输出端口和输入端口互换位置后，电压和电流均不改变，有2211Y Y =对互易且对称二端口网络中，则参数中只有两个参数是独立的。
【例7-1】求图7-5所示二端口网络的导纳矩阵。
解将端口2短路sj U I Y U )42(011112-=== sj U I Y U 4012212=== sj U I Y U 4021121=== sj U I Y U 3022221-=== S将端口1短路。
二端口网络参数和方程
二端口网络参数和方程
（一）二端口网络参数
1.信道容量：信道容量是指一个无线信道最多能够传输的数据量，在
二端口网络中，信道容量是由调制的方式，比特率或带宽等决定的。
2.频带广度：频带广度是指一个无线信道的带宽，它是每秒传输的信
息量的测量，以千赫兹（kHZ）或兆赫兹（MHz）为单位，在二端口网络中，频带广度决定着信号传输的稳定性和传输速率。
3.功率：功率是指一个无线信号发射时所消耗的能量，在二端口网络中，功率决定着信号的范围大小，通常以毫瓦（mW）为单位。
4.幅度：幅度是指一个信号的大小，它用来描述一个信号的有效值，
在二端口网络中，幅度表示了发射信号的强度，通常以分贝（dB）为单位。
5.噪声：噪声是指除信号外的其他所有的电磁波，噪声会影响信号的
传输效果，在二端口网络中，噪声是由环境因素造成的，例如电磁干扰和
不完全的编码，通常以分贝（dB）为单位。
（二）二端口网络方程
1.传输率：传输率是指一个信号在无线信道中传输的速率，它由发射
信号的功率和接收信号的功率决定，可以用下面的方程来计算：传输率= 10* log[(发射功率-接收功率)/接收功率]
2.信噪比：信噪比是指信号。
电路原理13.2.1二端口网络的等效电路 - 二端口网络及其参数方程3二端口网络的等效电路1
Y
Z
T
H
互易 Y12Y21 Z12Z21 detT1 H12 -H21 对称 Y11Y22 Z11Z22 T11T22 detH1
4. 含有受控源的二端口有四个独立参数。
二端口网络
§13.2 二端口的等效电路
目的：将复杂抽象的二端口网络用简单直观的等效电路代替。 原则：等效前后网络的端口电压、电流关系相同。即二端口
I&1 Z1
Z1 Z11 - Z12 Z2 Z12 Z21
U&1
Z2
-
Z3 Z22 - Z21
Z3 I&2
+ U&2 -
二端口网络
互易网络
Z12 Z21
I&1 Z11-Z12
+
U&1
Z12
-
Z22-Z12 I&2
+ U&2 -
Z参数对称（Z11 Z22），则等效电路也对称。
二端口网络
二端口网络
例9 求H参数。 I&1
+
U&1
R1
-
I&1
I&2
+ R2 U&2
-
UI21
H11I1 H 21I1
H12U2 H 22U2
解： U&1 R1I&1 R1I&1 0 U&2
I&2
I&1
1 R2
U&2
H
R1
0
1/R2
二端口网络
小结 1.六套参数，还有逆传输参数和逆混合参数。
2.采用6种参数描述同一二端口的原因： （1）为描述电路方便，测量方便。 （2）有些电路只存在某几种参数。
三、二端口网络的T方程和T参数(精)
三、 二端口网络的T 方程和T 参数在上述内容中我们已经介绍了Y 参数和Z 参数的求法，Y 参数和Z 参数都可用来描述一个二端口网络的端口外特性。
但在许多工程实际问题中，往往还要求知道一个端口的电流、电压与另一个端口的电流、电压之间的直接关系。
若把Y 参数方程：22212122121111U Y U Y I U Y U Y I +=+=的第二式化为2212212211I Y U Y Y U +-= 代入Y 参数方程第一式中，整理可得：221112212211121)(I Y Y U Y Y Y Y I +-= 把以上两式写成下列形式⎪⎩⎪⎨⎧-=-=221221I D U C I I B U A U式中 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=-=-=2111212211212121221Y Y D Y YY Y C Y B Y Y A A 、B 、C 、D 称为二端口网络的一般参数、传输参数、T 参数或A 参数。
它们的具体含义可用下式说明：221==I U UA A 是输出端开路时，输入电压与输出电压的比值； 0221=-=I I UB B 是输出端短路时，输入端对输出端的转移阻抗； 0221==I U IC C 是输出端开路时，输入端对输出端的转移导纳； 0221==U I I D D 是输出端短路时，输入电流与输出电流的比值。
可见，A 是一个量纲为一的量纲；B 的量纲为Ω；C 的量纲为s ；D 也是量纲为一的量。
对于无源线性二端口网络A 、B 、C 、D 只有3个是独立的，因为Y 11＝Y 22，故A ＝D 。
所以T 参数方程为：其中 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=D C B A T ，称为T 参数矩阵。
AD BC 可逆时，-=1AD BC A D =对称时满足:-=1,【例】 求例1中电路的T 参数【解】：方法一：根据定义求解（略）方法二：根据KCL 直接列方程求解（略）方法三：根据T 参数与Y 参数或Z 参数的转换公式(可在表6-1中查到)求⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-∆---=2111212121221Y Y Y Y Y Y Y T ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∆=1222212121111Z Z Z Z Z Z Z T 其中 2112221122211211Y Y Y Y Y Y Y Y Y -==∆2112221122211211Z Z Z Z Z Z Z Z Z -==∆因为已知例1的 s Y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=4.02.02.04.0 12.004.016.0=-=∆Y所以 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡------=26.0522.04.02.012.02.012.04.0T⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡2211D I U C B A I U【例 】：已知...1111122...2211222(1)(2)U Z I Z I U Z I Z I =+=+ ，求T 参数。
《电路分析基础(第三版)》-第6章 二端口网络
20
T参数可以通过两个端口的开路和短路两种状态 分析计算或测量获得：
A=
U1 U2
I2 = 0
A 是输出端开路时，输入 电压与输出电压的值； C是输出端开路时，输入端 对输出端的转移导纳；
C=
1 U2
U1 - 2
I1 - 2
I2 = 0
B=
B是输出端短路时，输入 U 2 =0 端对输出端的转移阻抗； D是输出端短路时，输 U 2 =0 入电流与输出电流的比值。
、
网络等效的计算方法。 ● 了解回转器及其作用。
3
【本章难点 本章难点】 本章难点
● 二端口网络的方程 （ Z 、 、 H 、 T ）和参数以及熟练 Y 地进行参数的计算。 ● 对复杂二端口网络进行分解，计算其 网络参数。
4
6.1二端口网络的方程与参数 二端口网络的方程与参数
6.1.1 二端口网络的 方程和Z参数 二端口网络的Z方程和 参数 方程和 Z方程是一组以二端口网络的电流1和2表征 电压 U 1和
U 1 Z 11 Z 12 = Z 21 Z 22 U 2
1 I I2
对以上方程求逆，即可得Y参数方程
1 1 Z 11 Z 12 1 I = I 2 Z 21 Z 22
U1 Y11 Y12 U1 = U 2 Y21 Y22 U2
6.1.4 二端口网络的 方程和H参数 二端口网络的H方程和 参数 方程和
H方程是一组以二端口网络的端口电流1和电压 表征电压
U2
和电流2的方程，即以1和另一端口的 U1 和另一端口电流2作为待求量， U1
电压
为独立变量， U2
方程的结构为:
U1 = H 11 I1 + H12 U 2 I 2 = H 21 I 1 + H 22 U 2
13二端口网络参数和方程
Z 12
=
U1 I2
I1 = 0
Z 22
=
U2 I2
I1 = 0
开路转移阻抗 开路输入阻抗
Z参数是在一个端口开路情况下通过计算或测试求得
的，所以Z参数又称开路阻抗参数。
互易二端口 对称二端口
Z12=Z21 Z11=Z22
(Z12=Z21)
若矩阵 Z 与 Y 非奇异
Y=Z-1 Z=Y-1
二端口网络
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2.四端网络 在工程实际中，研究信号及能量的传输和信 号变换时，经常碰到如下形式的电路。称为 四端网络。
线性RLCM 受控源
四端网络
二端口网络
例1
R
C
C
滤波器 n:1
变压器
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三极管 传输线
二端口网络
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3. 二端口（two-port)
如果四端网络的两对端子同时满足端口条件， 则称为二端口网络。
1
i1
i 3
R
4 i2 2
u1
i1
i2
u2
-
-
1 i1 3
4 i2 2
1-1’ 2-2’是二端口 3-3’ 4-4’不是二端口，是四端网络
i1 = i1 - i i1 i2 = i2 i i2
端口条件破坏
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5.约定 (1)讨论范围
含线性R、L、C、M与线性受控源；
二端口网络
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例3 I 1 2
10
I2
I 1 2
+
++
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& & I1 = Y11U1 + Y12U 2 & & & & I 2 = Y21U 1 + Y22U 2
& I1
&+ U1 −
线性 无源
& I2
& I1 Y12 = & U2 & I2 Y22 = & U
& 1 U2=0
转移导纳
& U1 = 0
& I1
自导纳 线性 无源
& I2
& 2 U1 = 0
变压器
传输线
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3. 二端口（two-port) 二端口（ 端口条件， 如果四端网络的两对端子同时满足端口条件 如果四端网络的两对端子同时满足端口条件， 则称为二端口网络 二端口网络。 则称为二端口网络。 i1 线性RLCM 线性 受控源 i1 i2 i2
+ u1 –
+ u2 –
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& I1
&+ U1 −
1 线性 网络
& I2
2 + & U2 −
如果线性网络内部不含独立源， 个独立回路， 如果线性网络内部不含独立源，且有 l 个独立回路， 则可列写l个回路电流方程 个回路电流方程： 则可列写 个回路电流方程：
& & & & Z 11 I 1 + Z 12 I 2 + ⋅ ⋅ ⋅ + Z 1 l I l = U 1 & & & & Z 21 I 1 + Z 22 I 2 + ⋅ ⋅ ⋅ + Z 2 l I l = U 2 & & & Z I + Z I + ⋅ ⋅ ⋅ + Z I = 0 解得
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二、Y参数和方程 参数和方程 右图所示Π形电路， 右图所示 形电路， 形电路 & & & & I 1 I 2 U 1 U 2 的参考 方向如图所示。 方向如图所示。由基 尔霍夫电流定律， 尔霍夫电流定律，可 列写方程： 列写方程：
& I1
+ & U1 −
Y2
& I2
+ & U2 −
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4. 二端口与四端网络的区别： . 二端口与四端网络的区别： 二端口的两个端口必须 满足端口条件， 满足端口条件，四端网 络却没有上述限制。 络却没有上述限制。
i1
i2
i1 二端口 i2 i1
i2
i1
i2
i1
i2
i3 i4 四端网络
具有公共端的二端口
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& U1 = 0
= Yb + Yc
互易二端口
对任何一个无源线性二端口，只要 个独立的参数就 对任何一个无源线性二端口，只要3个独立的参数就 足以表征它的性能。 足以表征它的性能。
注意
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Y − b Y +Y a b Y = Y +Y −Y b b c
若 Ya = Yc 电气对称），称为对称二端口。 ），称为对称二端口 有 Y12 = Y21 ，又Y11 = Y22 （电气对称），称为对称二端口。 对称二端口只有2个参数是独立的 对称二端口只有 个参数是独立的。 个参数是独立 对称二端口是指两个端口电气特性上对称 。 对称二端口 是指两个端口电气特性上对称。 电路结构 是指两个端口电气特性上对称 左右对称的，端口电气特性对称； 左右对称的 ， 端口电气特性对称 ； 电路结构不对称的二端 其电气特性也可能是对称的。 口 ， 其电气特性也可能是对称的 。 这样的二端口也是对称 二端口。 二端口。
Y1
Y3
& & & & Y1U1 + Y2 (U1 − U2 ) = I1 & & & & Y (U − U ) + Y U = I
2 2 1 3 2
2
整理可得
& & & I1 = (Y1 + Y2 )U1 −Y2U2 & & & I = −Y U + (Y + Y )U
2 2 1 2 3
2
二端口网络
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5.约定 . (1)讨论范围 讨论范围 含线性R 与线性受控源； 含线性 、L、C、M与线性受控源； 与线性受控源 不含独立源(运算法分析时，不包含附加电源) 不含独立源(运算法分析时，不包含附加电源)。 (2)参考方向 参考方向 + u1 – i1 线性RLCM 线性 受控源 i1 i2 i2 + u2 –
解一 & I1 + & U1 − Ya
& I2
& U Ya + Yb
& U 2 =0
= −Yb − g
& I1
& U1 = 0
Ya
& I2
& gU 1
+ & U2 −
& I1 Y12 = & U2 & I2 Y22 = & U2
& U1 = 0
= −Yb
= Yb
& U1 = 0
+ & U2 −
Y参数是在一个端口短路情况下通过计算或测试求得的， 参数是在一个端口短路情况下通过计算或测试求得的， 参数是在一个端口短路情况下通过计算或测试求得的 所以又称为短路导纳参数。 短路导纳参数 所以又称为短路导纳参数。
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& = ∆11 U + ∆21 U & & I1 1 2 ∆ ∆ & = ∆12 U + ∆22 U & & I2 1 2 ∆ ∆
& & & I 2 = ( − g − Y b )U 1 + Y b U 2
注意
则
Y +Y a b Y= b − g −Y
−Y b Y b
非互易二端口网络（网络内部有受控源） 四个独立参数。 非互易二端口网络（网络内部有受控源）有四个独立参数。
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三、Z参数和方程 参数和方程
本章中二端口的参考方向，一般都如上图所示。 本章中二端口的参考方向，一般都如上图所示。 因此，引用公式时一定要注意端口的参考方向。 因此，引用公式时一定要注意端口的参考方向。
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6. 二端口的端口变量
& I1
+ & U1 − 线性 无源
& I2
+ & U2 −
端口物理量4个：I 1 I 2 U 1 U 2 端口物理量 个 & & & & 四个端口变量之间存在着反映二端口网络特性的 约束方程。任取两个作自变量（激励），两个作 约束方程。任取两个作自变量（激励），两个作 ）， 因变量（响应），可得6组方程 即可用6套参数 ），可得 组方程。 因变量（响应），可得 组方程。即可用 套参数 描述二端口网络。 描述二端口网络。
Yb
& I2
Yc
& U1 = 0
& I1 Y11 = Y Y & & U 2 =0 = a + b U1 & U2 = 0 & I2 Y21 = & U2 =0 = −Yb & U1 & I1 Y12 = = − Yb & & U1 = 0 + U
2
Ya
Y12 = Y21 = −Yb
& U2 −
& I2 Y22 = & U2
31 1 32 2 3l l
⋅⋅⋅⋅⋅⋅ & & & Z l 1 I 1 + Z l 2 I 2 + ⋅ ⋅ ⋅ + Z ll I 1 = 0
& = ∆ 11 U + ∆ 21 U & & I1 1 2 ∆ ∆ ∆ & ∆ & & I 2 = 12 U 1 + 22 U 2 ∆ ∆
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互易二端口网络四个参数中只有三个是独立的。 互易二端口网络四个参数中只有三个是独立的。 四个参数中只有三个是独立的 & & Yb I1 I2 参数。 例2 求Y 参数。 + + & & U1 U2 Ya Yc − −
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解： + & U1 −
& I1
Ya
Yb
& I2
Yc
& I1
& & I 1 = Y 1 1U 1 + Y 1 2 U 2 & & & & I 2 = Y 2 1U 1 + Y 2 2 U 2
& & 端口电流 I 1 和 I 2 可视为 & & 共同作用产生。 U 1 和 U 2 共同作用产生。
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Y 参数的实验测定 & I1 Y11 = & U 1 U& = 0 自导纳 2 & I2 Y 21 = 转移导纳 & U