《端口网络A》PPT课件

Z
21
Z12
Z
22
称为Z参数矩阵
Z21
U 2 I1
I2 0
Z22
U 2 I2
I1 0
转移阻抗 出端阻抗
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 )
则 例
Y Z1
•
I1
+
•
U1
Z Y1 Za
Zb
•
Zc
r I1
+
•
I2
+
•
U2
U1 Za I1 Zb ( I1 I2 ) U 2 rI1 Zc I2 Zb ( I1 I2 )
§16-2 二端口的方程和参
数
+ i1 u1
-
i2 + u2
-
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。
我们采用相量形式（正弦稳态)来讨论。
•
•
I1
•
U1
•
I2 U2
•
•
U1
•
U2
•Hale Waihona Puke Baidu
I1 I2
•
•
U1
•
I1
•
I2 U2
一、 Y 参数和方程
第十六章
§16-1 二端口网络
一. 二端口网络
+
i
us
P
-i
二端口网络
i
A
R
i
端口条件
i入 i出
1 . 端口（port)定义：
一端口网络
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。
在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时， 经常碰到二端口网络。
方框中无受控源(互易网络)时有Y12=Y21
Y12
Y22
Y参数的实验测定
I1 Y11U 1 Y12U 2
Y11
I1 U 1
U 2 0
YY1221UIU1I221U1U02 0
I 2 Y21U 1 Y22U 2
自导纳
•
I1
(驱动点导纳) • +
U1
-
线性 无源
转移导纳
•
转移导纳
I1
线性
Y22
1. 讨论范围
线性 R、L、C、M与线性受控源
不含独立源
2. 参考方向（对于端口来说为关联参考方向）
+
i1
u1 –i
线性RLCM
受控源
i2
+
u2
i
–
1
2
分析方法 1. 确定二端口处电压、电流之间的关系，写出参数矩阵。
2. 利用端口参数比较不同的二端口的性能和作用。 3. 对于给定的一种二端口参数矩阵，会求其它的参数矩阵。 4. 对于复杂的二端口，可以看作由若干简单的二端口组 成。由各简单的二端口参数推导出复杂的二端口参数。
•
•
U1
•
I1
•
U2 I2
•
I1
•+
U1
-
线性 无源
•
I2 +
•
-U 2
端口电流 U1和U 2
I1和I2 可视为 共同作用产生。
I1 Y11U 1 Y12U 2 I2 Y21U 1 Y22U 2
矩阵 形式
I1 I2
Y11 Y21
Y12 Y22
UU 12
令
Y
Y11
Y21
称为Y 参数矩阵.
I2 U 2
U1 0
自导纳
无源
Y 短路导纳参数
•
I2
•
I2
+ •
-U 2
例1. 求Y 参数。
•
I1
+
•
U1
Yb Ya Yc
•
I2
•
U2 0
解：
Y11
I1 U 1
U 2 0 Ya Yb
•
I1
•
U1 0
Y
b
YY
a
c
•
I2
+
•
U2
Y21
I2 U 1
U 2 0
Yb
Y12
I1 U 2
U1 0 Yb
1 +
i1
i
3
R
u1
i1
–
1 i 3
1
1-1’ 2-2’是二端口
4 i2 i2
4 i
2
2 +
u2
– 2
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
二. 二端口网络研究的问题
+
i1
u1 –i
1
例：
线性RLCM
受控源
E
i2
+
u2
i
–
2
约定
Y11Y22 Y21
D Y11 Y21
§16-3
U.1
二端口的等效电路
.
I1
I.2
N
.
U2
两个二端口网络等效：是指对外电路而言，端口的电 压，电流关系相同。
1. 互易二端口的等效电路
Yb Ya
Yc
型等效电路
za
zb
zc
T型等效电路
型等效电路求法： 已知一个二端口其Y参数为
Y11 Y21
Y12
Y22
I2 U 2
U 2 0 Yb Yc
Y12 Y21 Yb 互易二端口
Y
Ya Yb
Yb
Yb
Yb
Yc
若 Ya=Yc 有 Y11=Y22 （电气对称），称为对称二端口。
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，端口电气特性对称；电路结构不对称的 二端口，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。
Y22
求型等效电路
Yb
Ya
Yc
型等效电路的Y参数应与 上述给定的Y参数相同。
Y11
I1 U 1
U 2 0
Ya
Yb
Y21
I 2 U 1
Y11 Δ
I2
Z21I1 Z22I2
其中 =Y11Y22 –Y12Y21
其矩阵形式为
•
I1
•+
U1
-
线性 无源
•
I2
+
•
-U 2
UU 12
Z11 Z 21
Z12 Z 22
I1 I2
Z参数的实验测定
入端阻抗 转移阻抗
Z11
U 1 I1
I2 0
Z12
U 1 I2
I1 0
Z
Z11
T参数亦可由Y参数方 程导出
I1 I2
Y11U 1 Y21U 1
Y12U 2 Y22U 2
(1) (2)
将(3)代入(1)得：
由(2)得：
U 1
Y22 Y21
U 2
1 Y21
I2
(3)
I1
Y12
Y11Y22 Y21
U 2
Y11 Y21
I2
A Y22 Y21
B 1 Y21
C
Y12
例
R
C
C
滤波器
n:1
三极管
变压器
传输线
端口条件i入 i出
2. 二端口网络与四端网络
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
i2
i1
i2
i1
i2
二端口
i2 i1
i3 i4
四端网络
i1
i2
具有公共端的二端口
三端口或六端网络
3. 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。
Z
Za Zb r Zb
Zb
Zb
Zc
三、T 参数 (传输参数) 和方程
•
•
U2
•
U1
•
I2 I1
•
I1
•+
U1
-
UI11
AU CU 2
2 B( I2 ) D( I2 )
线性 无源
•
I2 +
•
-U 2
(注意负号）
其矩阵形式
UI11
A C
B D
U 2 I2
T
A C
B D
称为T 参数矩阵
二、Z 参数和方程
•
•
I1
•
U1
•
I2 U2
•
I1
•+
U1
-
线性 无源
•
I2
+ •
-U 2
由Y
参数方程
I1 I2
Y11U 1 Y21U 1
Y12U 2 Y22U 2
可解出U1 ,U 2 .
Z11
Z12
即：
U1
Y22 Δ
I1
Y12 Δ
I2
Z11I1 Z12 I2
U 2
Y21 Δ
I1