151双口网络的方程与参数课件.ppt

1、15-1 双口网络的方程与参数端口条件端口条件：流入端钮K的电流ik等于流出端钮K 的电流ik 则KK 端组成一端口 双口有I1、I2、U1、U2四 独立变量 I1、I2流入双口 双口内不含独立源，初始 状态为零 线性时不变双口,双口+U1-.+U2-.I1.I2.,I1.,I2.11,22,.一一.Z方程与方程与Z参数参数 I1、I2为自变量，U1、U2作因变量 1.Z方程方程 U1=Z11 I1+Z12 I2 U2=Z21 I1+Z22 I2 Z11、Z12、Z21、Z22 Z参数(开路阻抗参数)2.参数的定义、物理意义参数的定义、物理意义 Z11=出口开路入口阻抗 I2=0 Z21=出口

2、开路正向转移阻抗 I2=0N+U1-.+U2-.I1.I2.N+U1-.+U2-.I1.I2.U1I1.U2I1.Z12=入口开路反向转移阻抗 I1=0 Z22=入口开路出口阻抗 I1=0 互易双口互易双口(可逆双口可逆双口)：Z12=Z21 对称双口：对称双口：Z12=Z21、Z11=Z22 矩阵式：U1 =Z11 Z12 I1 U2 Z21 Z22 I2 Z=Z11 Z12 Z参数矩阵 Z21 Z22 N+U1-.+U2-.I1.I2.U2I2.U1I2.例：求Z参数解：Z11=Z1+Z2，Z21=Z2 I2=0 I2=0 Z22=Z3+Z2，Z12=Z21=Z2 I1=0U2I1.U1I

3、1.U2I2.+U1-.I1.I2.+U2-.Z2Z1Z3例：求Z参数解：Z11=I2=0 Z21=I2=0 Z12=Z21=Z22=I1=0.U1I1.U2I1.Z1Z2Z3Z1Z2Z3Z3Z1Z1Z2Z3I1I1Z3Z1Z2Z1Z2Z3Z1Z3Z1Z2Z3.Z1Z3Z1Z2Z3U2I2.+U1-.I1.I2.+U2-.Z2Z1Z3+U1-.+U2-.I1.I2.Z22Z11I1.Z21Z12I2.+_+_二.Y方程和Y参数 U1、U2为自变量，I1、I2作因变量 1.Y方程方程 I1=Y11 U1+Y12 U2 I2=Y21 U1+Y22 U2 Y11、Y12、Y21、Y22 Y参数 I1

4、 =Y11 Y12 U1 I2 Y21 Y22 U2 Y=Y11 Y12 Y参数矩阵 Y21 Y22.N+U1-.+U2-.I1.I2.2.参数定义、物理意义 Y11=出口短路入口导纳 U2=0 Y21=出口短路正向转移导纳 U2=0 Y12=入口短路反向转移导纳 U1=0 Y22=入口短路出口导纳 U1=0.I1U1.I2U1.I1U2.I2U2 互易双口：Y12=Y21 对称双口：Y12=Y21、Y11=Y22例：求Y参数解：Y11=U2=0 Y21=U2=0 Y12=Y12=(互易双口)Y22=U1=0.I1U1.I2U1.1Z11Z2I2Z2I2.1Z21Z2.I2U21Z21Z3+U

5、1-.I1.I2.+U2-.Z2Z1Z3+U1-.+U2-.I1.I2.Y21Y11Y22Y12U2.U1.节点法求Y参数 I1=()U1 U2 I2=U1+()U21Z11Z21Z21Z21Z21Z3.三.传输参数与传输方程 传输方程：U1=a11 U2+a12(-I2)I1=a21 U2+a22(-I2)U1 =a11 a12 U2 I1 a21 a22 -I2 T=a11 a12 传输参数矩阵 a21 a22 T=A B C D+U1-.I1.I2.+U2-.N.A=a11=出口开路转移电压比 -I2=0 B=a21=出口开路转移导纳 -I2=0 C=a12=出口短路转移阻抗 U2=0

6、D=a22=出口短路转移电流比 U2=0U1U2.I1U2U1I2.I1I2 互易双口：a11 a22-a12 a21=1 对称双口：a11 a22-a12 a21=1、a11=a22例：求A参数(T参数)I1.I2=0.+U1-.+U2-.Z2Z1+U1-.I1.Z2Z1 U2=0.I2.解：A=a11=-I2=0 B=a21=-I2=0 C=a12=Z1 U2=0 D=a22=1 U2=0U1U2.I1U2U1I2.I1I2Z1Z2I1Z2I1Z1Z2Z2.I1Z2I11Z2.Z1I1I2.例：求A参数(T参数)解：A=a11=-I2=0 B=a21=-I2=0I1.+U1-.+U2-.R

7、2R1I2.R3-+I1.U2=0.+U1-.R2R1R3-+I1.I1.I2.U1U2.I1U2R1R2I1I1R2I1.R1R2R2I1I1R2I1.1R2 C=a12=U2=0 D=a22=U2=0U2=0的网孔方程：U1=(R1+R2)I1+R2 I2 I1=U2=R2 I1+(R2+R3)I2+I1 I2=.U1I2.I1I2R2R3R2R1R2R3R2R3R2.R2R3U1R1R2R3R2R3R2U1R1R2R3R2R3.例：求理想变压器T参数解：VAR：=方程：u1=i1=T=u1u2i1i2N1N2N2N1N1N2u20i20 u2N2N1i2 0 0N1N2N2N1+U1-.

8、+U2-.i1i2N1N2+U1-.+U2-.i1i2+_N1N2u2N1N2i1+U1-.+U2-.i1i2+_N2N1i2N2N1u1四.H方程和H参数 H方程：U1=h11 I1+h12 U2 I2=h21 I1+h22 U2 h11、h12、h21、h22 H参数 U1 =h11 h12 I1 I2 h21 h22 U2 H=h11 h12 H参数矩阵 h21 h22.h11=出口短路入口阻抗 U2=0 h21=出口短路转移电流比 U2=0 h12=入口开路转移电压比 I1=0 h22=入口开路出口导纳 I1=0U1I1.I2I1.U1U2.I2U2.例：求H参数.(晶体管低频小信号H

9、参数模型)解：U1=Rb I1+U2 I2 =I1+U2 H=Rb +U1-.+U2-.Ib.Ie.I1.I2.+U2-.+U1-.+_Rb1R0 U2.I1.1R0.1R0五.网络参数等效电路 对应端口的VAR相同，则两双口等效 1.Z参数的等效电路 U1=Z11 I1+Z12 I2 U2=Z21 I1+Z22 I2.+U1-.I1.I2.+U2-.Z+U1-.I1.I2.+U2-.Z11Z22+_+_Z12I2.I1.Z21+U1-.I1.I2.+U2-.Z12Z22 Z12Z11 Z12 +I1.(Z21 Z12)2.Y参数的等效电路 I1=Y11 U1+Y12 U2 I2=Y21 U1

10、+Y22 U2.+U1-.I1.I2.+U2-.YI1.I2.Y22+U2-.+U1-.Y11 U1.Y21 U2.Y12I1.I2.+U2-.+U1-.-Y12Y22+Y12Y11+Y12 U1.(Y21 Y12)3.H参数等效电路 U1=h11 I1+h12 U2 I2=h21 I1+h22 U2.I1.I2.+U2-.+U1-.h11h22h12+U2-.h21I1.六.参数间的转换例：已知Z参数，求H参数 Z=Z11 Z12 H=h11 h12 =Z21 Z22 h21 h22Z方程为：U1=Z11 I1+Z12 I2 U2=Z21 I1+Z22 I2 由式得：I2=I1+U2 Z11Z22Z12Z21Z22Z12Z22Z21Z221Z22.Z21Z221Z22.由式代入式消去 I2 U1=Z11 I1+Z12(I1+U2)=I1+U2 H方程为：U1=I1+U2=h11 I1+h12 U2 I2=I1+U2 =h21 I1+h22 U2.Z11Z22Z12Z21Z22Z12Z22Z21Z221Z22.Z11Z22Z12Z21Z22Z12Z22Z21Z22Z12Z22.表15-1 (P.303).