二端口网络-ppt课件.ppt

1、电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院1313. .1 1 二端口网络二端口网络在工程实际中，研究信号及能量的传输和信在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时，经常碰到涉及两对端子的电路。号变换时，经常碰到涉及两对端子的电路。放大器放大器滤波器滤波器RCC 放大器放大器反馈网络反馈网络电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息

2、科学与工程学院三极管三极管传输线传输线变压器变压器n:1这类电路，感兴趣的是这类电路，感兴趣的是两对端子两对端子电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院1. 1. 端口端口端口由一对端钮构成，且端口由一对端钮构成，且满足如下满足如下端口条件端口条件：从一：从一个端钮流入的电流等于从个端钮流入的电流等于从另一个端钮流出的电流。另一个端钮流出的电流。N+ u1i1i12. 2. 二端口二端口 当一个电路与外部电路通过两个端口连接时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。称此电路为二端口网络。N+u1i1i1i2i2+u2电电 路

3、路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院 二端口网络与四端网络的关系二端口网络与四端网络的关系二端口二端口四端网络四端网络 Ni1i2i3i4N+u1i1i1i2i2+u2注意电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院二端口的两个端口间若有外部连接，则可能会二端口的两个端口间若有外部连接，则可能会破坏原二端口的端口条件。破坏原二端口的端口条件。222111iiiiiiii1-1 2-2是二端口是二端口3-3 4-4不是二端口，是四端网络不是二端口，是四端网络Ni1i1i2i21122Ri1i2i3344电

4、电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院3. 3. 研究二端口网络的意义研究二端口网络的意义 两端口的分析方法易推广应用于两端口的分析方法易推广应用于n端口网络；端口网络； 大网络可以分割成许多子网络（两端口）进行分析；大网络可以分割成许多子网络（两端口）进行分析； 仅研究端口特性时，可以用二端口网络的电路模型仅研究端口特性时，可以用二端口网络的电路模型进行研究。进行研究。4. 4. 分析方法分析方法 分析前提：讨论初始条件为零的线性无源二端口分析前提：讨论初始条件为零的线性无源二端口网络（电阻、电容、电感、线性受控源）；网络（电阻、电容、电感、

5、线性受控源）； 找出两个端口的电压、电流关系的独立网络方程，找出两个端口的电压、电流关系的独立网络方程，这些方程通过一些参数来表示。这些方程通过一些参数来表示。电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院1.1.讨论范围：讨论范围：线性线性 R、L、C、M与线性受控源，与线性受控源，不含独立源。不含独立源。2. 2. 端口电压、电流的参考方向如图端口电压、电流的参考方向如图13.2 13.2 二端口的方程和参数二端口的方程和参数线性线性RLCM受控源受控源i1i2i2i1u1+u2+约定电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学

6、与工程学院信息科学与工程学院2211,:IUIU四四个个参参变变量量624 C),(2111UUfI ),(2122UUfI ),(2111IIfU ),(2112IIfU ),(2211IUfU ),(2221IUfI ),(2111UIfU ),(2122UIfI ),(1112IUfU ),(1122IUfI ),(2112IUfU ),(2121IUfI YZTH+- -+- -1 U1 I2 I2 U线性线性无源无源电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院一、一、 Y 参数和方程参数和方程12 22211211YYYYY令令+- -+

7、- -1 U1 I2 I2 U线性线性无源无源 212221121121UUYYYYII称为称为Y 参数矩阵参数矩阵矩阵矩阵形式形式端口电流端口电流 可视为可视为 共同作用产生。共同作用产生。21II和和21UU和和看成电源和21UU看成响应和21II 1I)1(1I)2(1I 111UY 212UY 2I)1(2I)2(2I 121UY 222UY 电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院Y参数的实验测定参数的实验测定+- -1 U1 I2 I线性线性无源无源+- -1 I2 I2 U线性线性无源无源Y 短路导纳短路导纳参数参数011112

8、UUIY驱动点驱动点输入导纳输入导纳022221 UUIY驱动点驱动点输入导纳输入导纳012212 UUIY转移导纳转移导纳021121 UUIY转移导纳转移导纳Y参数值由内部元件参数及连接关系决定。参数值由内部元件参数及连接关系决定。电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院例例1.1. 求求Y 参数。参数。ba011112YYUIYU b012212YUIYU 解：解：01 Ucb02222b0211221YYUIYYUIYUU Yb+ + 1 U1 I2 I2 U Ya Yc02 U Yb+ 1 U1 I2 I Ya Yc Yb+ 1 I2

9、 I2 U Ya Yc 22212122121111UYUYIUYUYI方法一：分开求解，基于两个不同的电路求解。方法一：分开求解，基于两个不同的电路求解。电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院方法二：整体法方法二：整体法 Yb+ + 1 U1 I2 I2 U Ya Yc 22212122121111UYUYIUYUYI1aUY)(21bUUY2cUY)()(21b2c221b1a1UUYUYIUUYUYI1b2bc21b2c22b1ba21b1a1)()()()(UYUYYUUYUYIUYUYYUUYUYI系数矩阵就是系数矩阵就是Y Y矩阵

10、矩阵列列KCLKCL方程方程电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院方法三：利用结点电压法方法三：利用结点电压法( (最简单）最简单）2bc1b22b1ba1)()(UYYUYIUYUYYI Yb+ + 1 U1 I2 I2 U Ya Ycb2112YYY 互易二端口互易二端口电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院021121UUIY012212UUIY2121 , IIUU时时 当当2112YY 例例1中有中有b2112YYY由线性由线性RL(M)C构成的无源二端口，都是互易二端口构成的无源

11、二端口，都是互易二端口互易二端口互易二端口( (满足互易定理满足互易定理) )注意互易二端口四个参数中只有三个是独立的。互易二端口四个参数中只有三个是独立的。电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院例例1中中，Ya=Yc=Y 时时， Y11=Y22=Y+ Yb对称二端口只有两个参数是独立的。对称二端口只有两个参数是独立的。备注备注：对称二端口是指两个端口电气特性上：对称二端口是指两个端口电气特性上对称。对称。电路结构左右对称的一般为对称二端口。电路结构左右对称的一般为对称二端口。结构不对称的二端口，其电气特性可能是对结构不对称的二端口，其电气特

12、性可能是对称的，这样的二端口也是对称二端口。称的，这样的二端口也是对称二端口。对称二端口（电气对称）对称二端口（电气对称） , , 22112112YYYY还还满满足足外外除除 对称二端口对称二端口注意电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院例例2 2解解SUIYU2 . 036/31011112SUIYU0667. 0012212SUIYSUIYUU0667. 02 . 0021120222221求图示两端口的求图示两端口的Y 参数。参数。36315+1U1I2I2U为互易对为互易对称两端口称两端口对称二端口（电气对称）对称二端口（电气对称）

13、 ，但结构不对称，但结构不对称电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院36315+1U1I2I2Uun1un212161)6131(IUUnn221)15161(61IUUnn1113UIUn22UUn另解：另解：电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院例例3 求所示电路的求所示电路的Y参数参数 ba011112YYUIYU gYUIYU b01221202 U01 Ub021121YUIYU b022221YUIYU 解一解一1 Ug Yb+ 1 U1 I2 I Ya1 Ug Yb+ 2 U1

14、 I2 I Ya1 Ug Yb+ + 1 U1 I2 I2 U Ya 22212122121111UYUYIUYUYI电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院解二解二1 Ug Yb+ + 1 U1 I2 I2 U Ya)(21b1a1UUYUYI 121b2)(UgUUYI2b1ba1)(UYUYYI 2b1b2)(UYUYgI bbbbaYYYgYYY非互易非互易二端口网络（网络内部有受控源）二端口网络（网络内部有受控源）四个参数独立四个参数独立。一步到位一步到位电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学

15、与工程学院例例4:4:求如图所示二端口求如图所示二端口Y Y参数矩阵。参数矩阵。解:用电流源置换两个端口列结点电压方程上式的系数矩阵就是所求上式的系数矩阵就是所求Y 参数矩阵：参数矩阵： 1I2IL1C2CR1U2U21111)1(ULjULjCjI 2212)11(1ULjCjRULjI LjCjRLjLjLjCjY 1111121电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院2. 2. Z 参数和方程参数和方程 将两个端口各施加一电流源，则端口电压将两个端口各施加一电流源，则端口电压可视为电流源单独作用时产生的电压之和。可视为电流源单独作用时产生

16、的电压之和。即：即：22212122121111IZIZUIZIZUZ 参数方程参数方程 Z 参数方程参数方程+2I2U+1U1IN1I2I电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院也可由也可由Y 参数方程参数方程22212122121111UYUYIUYUYI.21U,U解解出出22212121112122121112121221IZIZIYIYUIZIZIYIYU即：即：得到得到Z 参数方程。其中参数方程。其中 =Y11Y22 Y12Y21其矩阵形式为：其矩阵形式为： 21212221121121IIZIIZZZZUU电电 路路 理理 论论

17、分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院+2I2U+1U1IN1I2I22211211ZZZZZ012210111122IIIUZIUZZ 参数矩阵参数矩阵 Z 参数的物理意义及计算和测定参数的物理意义及计算和测定022220211211IIIUZIUZZ 开路阻抗参数开路阻抗参数转移阻抗转移阻抗输入阻抗输入阻抗 输入阻抗输入阻抗转移阻抗转移阻抗 1 YZ电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院有三个独立参数有三个独立参数2112ZZ2211ZZ对称二端口满足对称二端口满足: : 互易性和对称性互易性和对称性例例1求图

18、示两端口的求图示两端口的Z参数。参数。 Zb Za Zc1U2I1I+2U互易二端口满足互易二端口满足: :有二个独立参数有二个独立参数电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院baIZZIUZ011112bIZIUZ021121bIZIUZ012212cbIZZIUZ022221解法解法1：分开求解 Zb Za Zc1U2I1I+2U电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院解法解法2整体法，列整体法，列KVL方程：方程：212122212111)()()()(IZZIZIIZIZUIZIZZII

19、ZIZUcbbbcbbaba Zb Za Zc1U2I1I+2U cbbbbaZZZZZZZ电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院例例2解解列列KVL方程：方程：212111)()(IZIZZIIZIZUbbaba2112122)()( )(IZZIZZIZIIZIZUcbbbccbbbbaZZZZZZZZ求图示两端口的求图示两端口的Z参数。参数。+1IZ Zb Za Zc1U2I1I+2U电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院例例3求两端口求两端口Z、Y 参数参数解解21111j)j(IM

20、ILRU22212)j( jILRIMU2211 j j j jLRMMLRZ+ 1U2U1 I2 I* *jL1jL2j M+R1R2 221111221 j j j j j j j jYLRMMLRLRMMLRZ电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院并非所有的二端口均有并非所有的二端口均有Z、Y 参数。参数。ZZZZY1111ZUUII2121 不存在不存在 1 YZ注意Z+1U1I2I2U电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院ZZZZZ)(2121IIZUU 不存在不存在 1 ZYnI

21、IUnU/2121均不存在均不存在 ZY Z+1U1I2I2U*n:1+_u1+_u2i1i2电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院221221IDUCIIBUAU定义：定义： T 参数也称为传输参数，反映输入和输出参数也称为传输参数，反映输入和输出之间的关系。之间的关系。 2211 IUTIUDCBATT 参数矩阵参数矩阵注意负号注意负号 T 参数和方程参数和方程+2I2U+1U1IN注意3. T参数方程参数方程电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院0212IUUA0212UIUB0212

22、IUIC0212UIID221221IDUCIIBUAU T 参数的物理意义及计算和测定参数的物理意义及计算和测定开路参开路参数数短路参数短路参数转移导纳转移导纳转移阻抗转移阻抗转移电压比转移电压比转移电流比转移电流比+2I2U+1U1IN电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院由由Y参数方程参数方程,求求T传输参数方程传输参数方程1I111UY 212UY 2I121UY 222UY N01U1I2U2I11221U2UA )(2IB 1I2UC )(2ID 由由Y参数的第二式参数的第二式,得得2212212211IYUYYU 将上式代入将上

23、式代入Y参数参数的第一式的第一式,得得221112212211121IYYUYYYYI DCBAT 互易性和对称性互易性和对称性电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院2212212211IYUYYU221112212211121IYYUYYYYI其中其中2122YYA211YB2122112112YYYYYC2111YYD 2211 IUTIU 互易二端口：互易二端口：2112YY 1 BCAD对称二端口对称二端口: :2211YY DA 电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院例例12121

24、1ininuu即即*n:1+_u1+_u2i1i2nnT1002211 100iunniu 1 2 21U2I1I+2U例例22 4S 5 . 0 5 . 10210210210212222UUIIIIDIUBUICUUA电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院4. 4. H 参数和方程参数和方程H 参数也称为混合参数，常用于晶体管等效电路。参数也称为混合参数，常用于晶体管等效电路。 H参数和方程参数和方程22212122121111UHIHIUHIHU矩阵形式矩阵形式: :21212221121121UIHUIHHHHIU电电 路路 理理 论

25、论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院 H 参数的物理意义计算与测定参数的物理意义计算与测定011112UIUH021121IUUH012212UIIH022221IUIH 互易性和对称性互易性和对称性2112HH121122211HHHH22212122121111UHIHIUHIHU 互易二端口：互易二端口：对称二端口对称二端口: :开路参数开路参数电压转移比电压转移比入端导纳入端导纳 短路参数短路参数输入阻抗输入阻抗电流转移比电流转移比电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院例例22212122121111

26、UHIHIUHIHU22121URII 21/10RRH111IRU求图示两端口的求图示两端口的H 参数。参数。1I2I R1 R21I+1U2U电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院bUU1bII1ceUU2cII2三极管三极管:bUrIUH011112012212UIIH0021121IUUHceIrIUH1022221+-1U1I2U2IbrH11121IH212UHcer122212122121111UHIHIUHIHU电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院小结小结1 .为什么用这么

27、多参数表示（互换表为什么用这么多参数表示（互换表13-1）（1）为描述电路方便，测量方便。）为描述电路方便，测量方便。（2）有些电路只存在某几种参数。）有些电路只存在某几种参数。2. 可用不同的参数表示以不同的方式连接的二端口。可用不同的参数表示以不同的方式连接的二端口。3. 线性无源二端口线性无源二端口 Y Z T H 互互易易 Y12=Y21 Z12=Z21 detT=1 H12= - -H21 对对称称 Y11=Y22 Z11=Z22 A=D detH=1 4 .含有受控源的电路有四个独立参数。含有受控源的电路有四个独立参数。电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学

28、与工程学院信息科学与工程学院13.3 13.3 二端口的等效电路二端口的等效电路 一个无源二端口网络可以用一个简单的二端一个无源二端口网络可以用一个简单的二端口等效模型来代替，要注意的是：口等效模型来代替，要注意的是： 等效条件：等效模型的方程与原二端口网络的等效条件：等效模型的方程与原二端口网络的方程相同；方程相同； 根据不同的网络参数和方程可以得到结构完全根据不同的网络参数和方程可以得到结构完全不同的等效电路；不同的等效电路； 等效目的是为了分析方便。等效目的是为了分析方便。电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院1. 1. Z 参数表示的

29、等效电路参数表示的等效电路22212122121111IZIZUIZIZU方法方法1、直接由参数方程得到等效电路。、直接由参数方程得到等效电路。1U1I2I2U+N1I2I+1U2U Z22121IZ+212IZ+ Z11电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院+ 11221)(IZZ方法方法2：采用等效变换的方法。：采用等效变换的方法。)()( 2112112112121111IIZIZZIZIZU112212122221122221212)()()( IZZIZZIIZIZIZU如果网络是互易的，上图变为如果网络是互易的，上图变为T型等效电

30、路。型等效电路。1I2I+1U2U1222ZZ 12Z Z11Z12电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院2. 2. Y 参数表示的等效电路参数表示的等效电路22212122121111UYUYIUYUYI方法方法1、直接由参数方程得到等效电路。、直接由参数方程得到等效电路。1I2I+1U2U Y11 Y22121UY212UY电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院方法方法2：采用等效变换的方法。：采用等效变换的方法。)()(2112112112121111UUYUYYUYUYI112212

31、122212122221212)()()( UYYUYYUUYUYUYI如果网络是互易的，上图变为如果网络是互易的，上图变为型等效电路。型等效电路。 Y12 Y11Y12 Y22+Y1211221)(UYY2I1I2I+1U2U Y12 Y11Y12 Y22+Y121I2I+1U2U电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院A. 当无受控源时当无受控源时, 二端口有三个独立参数二端口有三个独立参数用具有三个不同的阻抗或导纳构成等效电路用具有三个不同的阻抗或导纳构成等效电路YaYbYc11222I1U2U1IZaZbZc11221U2U从电路类型去

32、看从电路类型去看电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院YaYbYc11222I1U2U1I1. 型等效电路中参数型等效电路中参数(Ya,Yb,Yc)的求得的求得cbbbaYYYYYYYYY22122111222112212111YYYYYYYYYcba2111YY 21Y2122YY注意注意:其他非其他非Y参数方程参数方程,可可将其化为将其化为Y参数方程参数方程.电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院ZaZbZc11221U2U2.T型等效电路中参数型等效电路中参数(Za,Zb,Zc)的求得

33、的求得cbbbaZZZZZZZZZ22122111212212212111ZZZZZZZZZcba其他非其他非Z参数方程参数方程,可可将其化为将其化为Z参数方程参数方程.注意注意:2111ZZ 21Z2122ZZ电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院B. 当有受控源时当有受控源时, 二端口有四个独立参数二端口有四个独立参数1. 型型+压控流源压控流源2121111UYUYI2221212UYUYI222112UYUY11221)(UYYYaYbYc1222I1U2U1I1211YY 12Y1222YY11221)(UYY电电 路路 理理 论论

34、 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院2.T型型+流控压源流控压源2121111IZIZU2221212IZIZU222112IZIZ11221)(IZZZaZbZc11221U2U1211ZZ12Z1222ZZ-+11221)(IZZ电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院等效只对两个端口的电压，电流关系成立。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。对端口间电压则不一定成立。 一个二端口网络在满足相同网络方程的条件一个二端口网络在满足相同网络方程的条件下，其等效电路模型不是唯一的；下，其等

35、效电路模型不是唯一的； 若网络对称则等效电路也对称。若网络对称则等效电路也对称。型和型和T 型等效电路可以互换，根据其它参型等效电路可以互换，根据其它参数与数与Y、Z参数的关系，可以得到用其它参数参数的关系，可以得到用其它参数表示的表示的型和型和T 型等效电路。型等效电路。注意电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院例例绘出给定的绘出给定的Y参数的任意一种二端口等效电路参数的任意一种二端口等效电路3225Y解解由矩阵可知：由矩阵可知：2112YY 二端口是互易的。二端口是互易的。故可用无源故可用无源型二端口网络作为等效电路。型二端口网络作为等效

36、电路。325 1211YYYa123 1222YYYc212 YYb通过通过型型T 型变换可得型变换可得T 型等效电路。型等效电路。1U2I1I Yb+2U Ya Yc电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院13.4 13.4 二端口的连接二端口的连接 一个复杂二端口网络可以看作是由若干简单一个复杂二端口网络可以看作是由若干简单的二端口按某种方式连接而成，这将使电路分析的二端口按某种方式连接而成，这将使电路分析得到简化。得到简化。1. 1. 级联级联( (链联链联) )+ 1I1U+ 2I2UTP1+ + 1I2I2U1UP2+ + 1I 2I

37、 2U 1U电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院设设DCBAT DCBAT 即即2211IUDCBAIU 2211IUDCBAIU级联后级联后1111IUIU 1122IUIU 2222IUIU则则221111IUDCBAIUIU 2222IUDCBAIUDCBADCBA电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院则则 DCBADCBADCBA DDBCCDACDBBACBAA即：即： TTT + 1I1U+ 2I2UTP1+ + 1I2I2U1UP2+ + 1I 2I 2U 1U电电 路路 理

38、理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院 级联后所得复合二端口级联后所得复合二端口T 参数矩阵等参数矩阵等于级联的二端口于级联的二端口T 参数矩阵相乘。上述结论可推参数矩阵相乘。上述结论可推广到广到n个二端口级联的关系。个二端口级联的关系。结论注意 级联时级联时T 参数是矩阵相乘的关系，不是对应元参数是矩阵相乘的关系，不是对应元素相乘。素相乘。 DCBADCBADCBA DDBCCDACDBBACBAA显然显然AACBAAA 级联时各二端口的端口条件不会被破坏。级联时各二端口的端口条件不会被破坏。电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学

39、与工程学院信息科学与工程学院例例T1T2T3求两端口的求两端口的T 参数。参数。 4 6 41U2I1I+2U解解 4 4 6易求出易求出10 411T1S 25. 0012T10 613T电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院1061125. 001 1041 321TTTT则则2.5S 0.25 162T1T2T3 4 4 6电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院2. 2. 并联并联P1+ + 1I2I2U1U+ 1I1U+ 2I2UP2+ + 1I 2I 2U 1U2122211211

40、21UUYYYYII 212221121121UUYYYYII端口条件没被破坏的情况下，采用端口条件没被破坏的情况下，采用Y 参数分析参数分析并联并联电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院Y+ + 1I2I2U1U+ 1I1U+ 2I2UY+ + 1I 2I 2U 1U并联后并联后 212121UUUUUU 212121IIIIII电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院 2122211211222112112121UUYYYYUUYYYYIIIIII2121 2122211211222112

41、11UUYYYYYYYY 21212222212112121111 UUYUUYYYYYYYY可得可得YYY 二端口并联所得复合二端口的二端口并联所得复合二端口的Y 参数矩参数矩阵等于两个二端口阵等于两个二端口Y 参数矩阵相加。参数矩阵相加。结论电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院两个二端口并联时，其端口条件可能两个二端口并联时，其端口条件可能被破坏，此时上述关系式将不成立。被破坏，此时上述关系式将不成立。该题并联后端口条件破坏。该题并联后端口条件破坏。1A2A1A1A4A1A2A 2A0A0A4A1A1A4A10V5V+ +2A注意105

42、2.52.52.5电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院具有公共端的二端口具有公共端的二端口( (三端网络形成的二端口三端网络形成的二端口) )，将公共端并在一起将不会破坏端口条件。将公共端并在一起将不会破坏端口条件。P1+ + 1I2I2U1U+ 1I1U+ 2I2U+ + 1I 2I 2U 1UP2电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院3.3.串联串联P1+ + 1I2I2U1U+ 1I1U+ 2I2UP2+ + 1I 2I 2U 1U212221121121IIZZZZUU 21222

43、1121121IIZZZZUU端口条件成立时，串联采用端口条件成立时，串联采用Z 参数方便。参数方便。电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院 212121IIIIII 212121UUUUUUP1+ + 1I2I2U1U+ 1I1U+ 2I2UP2+ + 1I 2I 2U 1U电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院 2121212121 IIZIIZUUUUUU 2121 IIZIIZZ则则ZZZ 串联后复合二端口串联后复合二端口Z 参数矩阵等于原二参数矩阵等于原二端口端口Z 参数矩阵相加。

44、可推广到参数矩阵相加。可推广到 n 端口串联。端口串联。结论电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院 串联后端口条件可能被破坏，串联后端口条件可能被破坏，此时上述此时上述关系式将不成立，关系式将不成立，需检查端口条件需检查端口条件。端口条件破坏端口条件破坏 ! !注意2A2A1A1A23A 1.5A1.5A321113A 1.5A1.5A21222A1A电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院具有公共端的二端口，将公共端串联时将不具有公共端的二端口，将公共端串联时将不会破坏端口条件。会破坏端口条

45、件。端口条件不会破坏端口条件不会破坏. .P1P2电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院13.5 13.5 回转器和负阻抗转换器回转器和负阻抗转换器 回转器是一种线性非互易的多端元件，可以回转器是一种线性非互易的多端元件，可以用晶体管电路或运算放大器来实现。用晶体管电路或运算放大器来实现。1. 1. 回转器回转器回转器的基本特性回转器的基本特性l 符号符号u2i2i1u1-+-l 电压电流关系电压电流关系1221riuriu回转电阻回转电阻电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院u2i2i1u

46、1-+-1221guigui回转电导回转电导或写为或写为gr1简称回转常数，表征回转器特性的参数。简称回转常数，表征回转器特性的参数。l Z、Y、T参数参数Z参数参数212100iirruu 00rrZ2112ZZ电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院u2i2i1u1-+-Y参数参数212100uuggii 00ggYT参数参数2211010iuggiu 010ggT2112YY 1T结论回转器是非互易的两端口网络。回转器是非互易的两端口网络。电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院u2i2i

47、1u1-+-021212211iriiriiuiu 任一瞬间输入回任一瞬间输入回转器的功率为：转器的功率为：l 功率功率结论理想回转器是不储能、不耗能的无源线理想回转器是不储能、不耗能的无源线性两端口元件。性两端口元件。回转器的等效电路回转器的等效电路u2i2i1u1-+-+-ri1-ri2u2i2i1u1-+-gu1gu2电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院回转器的应用回转器的应用例例1回转器的逆变性回转器的逆变性图示电路的输入阻抗为：图示电路的输入阻抗为：u2i2i1u1-+-ZLL22211/ZrruriiuZi若：若：CZj1LCr

48、Zij2结论 回转器具有把一个电容回转为一个电感的回转器具有把一个电容回转为一个电感的本领，实现了没有磁场的电感，这为实现难于集本领，实现了没有磁场的电感，这为实现难于集成的电感提供了可能性。成的电感提供了可能性。 逆变性逆变性电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院例例2利用回转器实现理想变压器。利用回转器实现理想变压器。图示电路的图示电路的T参数为：参数为： 211222110001-0010ggggggggTg1i2i1u1-+u2+-g2*n:1+_u1+_u2nn100结论 两个回转器的级联相当于一个变比两个回转器的级联相当于一个变比

49、n=g2/g1的理想变压器。的理想变压器。 电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院 负阻抗变换器（简称负阻抗变换器（简称NIC）是一个能将阻抗是一个能将阻抗按一定比例进行变换并改变其符号的两端口元件，按一定比例进行变换并改变其符号的两端口元件，可以用晶体管电路或运算放大器来实现。可以用晶体管电路或运算放大器来实现。2. 2. 负阻抗变换器负阻抗变换器负阻抗变换器的基本特性负阻抗变换器的基本特性l 符号符号l 电压电流关系电压电流关系2121kiiuu电流反向型电流反向型（电压不变）（电压不变）+u1i1i2+u2NIC电电 路路 理理 论论 分分 析析 中南大学中南大学 信息科学与工程学院信息科学与工程学院或或l T参数参数 100or 001kTkT+u1i1i2+u2NIC2121iikuu电压反电压反向型向型正阻抗变为负阻抗的性质正阻抗变为负阻抗的性质ZL+u1i1i2+u2NICkZkiuiuZiL2211L2211or kZikuiuZi