第十六章 二端口电路

第十六章二端口网络

1、教学基本要求

(1). 了解多端网络和多口网络的概念。

(2). 牢固掌握双口不含独立电源时的方程及其参数，以及各种参数之间的换算关系和互易条件。

(3). 掌握双口的相互连接的计算。

(4). 了解双口的等效电路，具有端接双口的分析方法。

2、重点和难点

(1)不同参数对应的方程

(2)互易、对称双口其参数的特殊关系

(3)参数矩阵的求解

(4)有端接的电路的分析求解

✧端口的概念

所谓端口：是这样的一对端子，即从一个端子进入网络的电流等于从另一端子流出的电流。含有m个端口的网络叫做m端口网络，最简单的二端网络也就是一端口网络。二端口网络也就是四端网络，但四端网络不一定是二端口网络。

✧二端口网络的方程和参数

对于一个已知的二端口网络如图16.0所示，有四个变量即：两个电压变量、两个电流变量，其中任给两个变量的值，其余两个变量的值就被唯一确定。

图16.0

设一个端口为输入端口，则另一端口为输出端口。所以该二端口网络应有六种可能的方程组：

①Z（阻抗）参数方程、Z参数：

②Y（导纳）参数方程、Y参数：

③T（传输）参数方程、T参数（又称为链参数方程、链参数）：

④倒T（倒传输）参数方程、倒T参数（又称为倒链参数方程、倒链参数）：

⑤H（混合）参数方程、H参数：

⑥倒H（倒混合）参数方程、倒H参数：

✧. 二端口网络的连接形式

①级联形式，特点：T = T’* T”

②串联形式，特点：Z = Z’+ Z”

③并联形式，特点：Y = Y’+ Y”

✧. 两种特殊的二端口元件

①回转器

②负阻抗变换器

3、典型例题分析

【例题1】：二端口网络、四端网络的区分。

图16.1所示的网络是：答（C）A．二端口网络；B．三端网络；C．四端网络；D．以上都不是。

图16.1

【例题2】：熟练掌握四种常用参数Z、Y、H、T的定义和求解。

是二端口网络的：答( C) 二端口网络Z参数中，z

11

A. 输入端阻抗；

B. 输出端短路时的输入端阻抗；

C. 输出端开路时的输入端阻抗；

D. 以上皆非。

【例题3】：含受控源的线性两端口网络不满足互易性。

求图16.2所示二端口电路的Y参数。

图16.2

解：应用KCL和KVL直接列方程求解，有：

比较Y参数方程：

得：

注：当，即不含受控源的线性两端口网络满足互易性。

【例题4】：不含受控源的线性两端口网络满足互易性。

求图16.3所示二端口电路的Y参数。

解：根据Y参数的定义得：

图16.3

注：该电路满足，，所以为互易对称两端口网络。

【例题5】：当存在受控源时两端口网络一般不满足互易性。

求图16.4所示二端口电路的Z参数。

图16.4

解：直接列方程求解，KVL方程为：

所以Z参数为：

【例题6】：求图16.5所示二端口电路的Z、Y参数。

图16.5

解：直接列方程求解，KVL方程为：

所以Z参数为：

Y参数为：

【例题7】：求图16.6所示二端口电路的H 参数。

图16.6

解：直接列方程求解，KVL 方程为：

KCL 方程为：

比较H 参数方程：得：

【例题8】：绘出给定的Y参数的任意一种二端口等效电路。已知Y 参数为：。

解：由Y 矩阵可知：，二端口是互易的，故可用无源π型二端口网络作为等效电路，π型二端口网络参数为：

；；

等效电路如图16.7所示。通过π型→ T型变换可得T型等效电路。

图16.7

【例题9】：求图16.8（a）所示两端口网络的T参数。

（a）（b）

图16.8

解：图16.8（a）的二端口网络可以看成图16.8（b）所示的三个二端口的级联形式，易求出：

则图16.8（a）二端口的T参数矩阵等于级联的三个二端口的T参数矩阵相乘：

3、典型习题

【题1】：图16.9所示的网络是：答（）A．四端网络，但不是二端口网络；B．四端网络，也是二端口网络

C．二端口网络，但不是四端网络；D．以上皆非

图16.9

【题2】：图16.10所示二端口网络Z参数中z21等于：答（）

A. 0Ω；

B. 2Ω；

C. 无穷大；

D. 以上皆非。

图16.10 图16.11

【题3】：图16.11所示耦合电感的Z参数矩阵应为：答( )

A.

j j

j j2

ωω

ωω

L M

M L

1

⎡

⎣

⎢

⎤

⎦

⎥； B.

j j

j j

1

2

ωω

ωω

L M

M L

-

-

⎡

⎣

⎢

⎤

⎦

⎥； C.

L M

M L

1

2

⎡

⎣

⎢

⎤

⎦

⎥； D.

L M

M L

1

2

-

-

⎡

⎣

⎢

⎤

⎦

⎥。

【题4】：二端口网络Z参数中z21的定义是，z22的定义是。

【题5】：图16.12所示二端口网络的Z参数：z11= ；z12= ；z21= ；z22= 。

图16.12 图16.13

【题6】：试求图16.13所示二端口网络的Z参数。

【题7】：试求图16.14所示二端口网络的Z参数。

图16.14 图16.15

【题8】：图16.15所示二端口网络的Y参数中，y11等于：答（）

A. 0.25S；

B. 0.5S；

C. 1S；

D. 以上皆非。

【题9】：图16.16所示二端口网络中N的Y参数矩阵Y=

41

12

⎡

⎣

⎢

⎤

⎦

⎥S。则该网络Y参数中的y22等于：

A. 1S；

B. 2S；

C. 4S；

D. 3S；答（）

图16.16 图16.17

【题10】：图16.17所示正弦稳态二端口网络的Y参数为：

y11= ；y12= ；y21= ；y22= 。