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1、第五章 双口网络,5.1 双口网络概述,双口网络有四个端部变量：,任意二个变量可表示为另二个变量的线性方程，反映端口电压和电流的关系。（如二个端口电压可表示为二个端口电流的线性方程）。,5.2 双口网络的开路参数 Z,写成矩阵形式为：,Z参数矩阵,Z参数反映了端部电流与端电压关系，若端电流已知，则由Z参数可求出端电压。,2）Z参数含义及计算：,为端口2开路时，端口1的入端阻抗,为端口1开路时，12端的转移阻抗,为端口2开路时，21端的转移阻抗,为端口1开路时，端口2的入端阻抗,它们都是开路情况下的阻抗，所以又称Z参数为开路参数。 上述四式给出了实验测量和电路计算参数的关系式。,例1,如图电路，
2、求Z参数。,由Z参数的定义，得：,纯电阻网络为互易网络，Z12=Z21,计算开路参数Z12和Z22时，端口2加电流I2，计算端口1和2的电压U1和U2。,例2,图示电路，已知 ，求双口网络的Z参数。,解：方法一 令 端开路， ，在 加电流，分别计算 和,由上式得,令 端开路， ，在 加电流，分别计算 和,由上式得:,方法二 在二个端口分别加电压源 和 ，列回路电压方程,整理得,比较上式与网络定义式，得,例3 包含双口网络的电路计算(应用回路电流法解题)。,如图电路，电源和阻抗参数及双口网络参数Z已知，求 和 。,解：包含双口网络的电路计算应用回路电流法。对网孔1和2列回路方程，得,考虑到,得,
3、解得:,5.3 双口网络的短路参数Y,1)短路参数方程(用端口电压来表示端口电流),写成矩阵形式为：,其中 称为Y参数矩阵。,2）Y参数计算,为端口2短接时，端口1的入端导纳,为端口2短接时，12端的转移导纳,为端口1短接时，21端的转移导纳,为端口1短接时，端口2的入端导纳,Y参数都是短路情况下的导纳，所以又称Y参数为短路参数。短路参数可通过一个端口短路,在另一个端口加电压后求端口电流求得.,对于互易双口网络，Y12=Y21。,对于对称双口网络，Y11=Y22。,对于同一个网络，开路参数矩阵Z与短路参数矩阵Y互为逆矩阵.,例1,设角频率为，求图示电路双口网络的短路参数。,解：,对于上图，,联
4、结1,联结2,由理想变压器关系，得：,由互易对称双口网络：,同理, 对于第二种连接, 有,5.4 双口网络的传输参数T,注意：输出电流取 ，符合负载端关联参考方向.,对于同一个网络，可由开路参数 Z或短路参数 Y推得T参数.,比较传输参数定义式，得,对于对称网络， ，得 对于互易网络， ，得,例1,求传输参数。,解： 端开路， 端加电压 ，,得:,例2,解： 开路时， 入端阻抗，,（开路电压）,解:,题中,得:,5.5 双口网络的混合参数H,1）定义,2）混合参数计算,例: 图示电路为晶体管的小信号工 作简化电路, 求H参数的值。,输出电导,3）混合参数与Y参数的互换计算,双口网络参数小结,1
5、）开路参数,2）短路参数,3）传输参数,4）混合参数,参数计算式可直接由定义式得出。 参数互换式可由定义式解出相应变量后得出。,5.7 双口网络的等效,（无受控源互易双口网络的等效） 1）T型等效电路 互易双口网络可用三个元件组成的“T”型等效电路来替代。,“T”型等效电路,a、已知开路参数Z，计算“T”型电路参数:,得“T”型电路参数,b)已知传输参数T，计算“T”型电 路参数,解得 :,双口网络“”型等效 互易双口网络可等效成三个元件的“”型电路,等效参数计算:,2. 非互易双口网络的等效(四个独立参数),非互易双口网络的等效存在多种电路形式.,例1,已知二端口网络 传输参数，,解: 对P
6、作“T”型等效替换,电路如图，开路电压:,入端电阻 :,试求a-b端戴维南等效电路。,5.8 双口网络的连接,双口网络连接时的参数计算.,并联,串联,串并联,并串联,1)双口网络的级联,双口网络级联时，合成网络的传输参数矩阵为各级联网络传输参数矩阵的乘积,例: 试求图示电路的传输参数T,同理有,传输参数T,2)双口网络的并联,并联时合成网络的短路参数为各网络短路参数之和,例:求图示电路的Y参数.,*双口网络并联连接计算有效性判别,并联联结有效性不成立.,原因: 原双口网络端口电流不保持两两成对.,并联连接有效性判别法则 网络并联时，应保证原有网络的各端口电流流入和流出电流相等，否则不能用短路参
7、数矩阵相加来计算。,电路连接如图，对 、 二端分别加电压源 和 ，计算或测量 和 ，若 则满足并联有效性，可用并联计算式来计算合成后短路参数。,网络连接有效性判别：,两个网络中1,2,2为等位点, 并联连接后不改变原网络各支路电压电流。原端口电流不变。,两个公共地线的二端口网络（即T型网络）必满足并联有效性条件。,2)双口网络的串联,串联二端口网络的合成开路参数矩阵Z等于各网络开路参数矩阵之和,解： 和电阻R可看作并联网络，电阻R的二端口 参数:,合成并联网络参数,级联后合成传输参数T,转换为传输参数,电路模型,5.9 运算放大器,电路符号,1）理想运算放大器特性,3）运算放大器常用电路介绍
8、反相比例放大器,同相比例放大器,微分电路,动态放大电路,静态信号无放大.,差分放大器,例1：运算放大器电路分析,右侧为差分放大电路,消去 、 、 ，得,解：,5.10 负阻变换器,1）负阻变换器,基本方程:,传输参数矩阵:,原理图,符号图,接电阻 ， 看入等效阻抗,2)负阻变换器应用,3)用单运放实现负阻变换器,单运放组成的负阻变换器,5.11 回转器,1）回转器特性,基本方程:,或,传输参数:,原理图,符号图,2）回转器应用：,从 端看等效阻抗相当于,一个 的电感。,电容转换为电感,例: 求如图电路的入端阻抗,解:,本章小结:,1 双口网络端子的电压、电流 的关系不同，可分为开路阻抗参数（Z
9、参数）、短路导纳参数（Y参数）、混合参数（H参数）、传输参数（T参数）等几种形式的参数。,2 当网络中无受控源时，满足AD BC =1，该方程用Y、Z参数表示为Z12=Z21，Y12=Y21（互易条件）。当网络中无受控源且对称时，又满足A=D，Z11=Z22，Y11=Y22。,3 对于一般的无独立源的双口网络，各种类型的双口网络中四个参数相互独立，于是需用四个元件表征双口网络，当双口网络无独立源且互易时，只要三个元件表征，常用T、型等效电路。,4 双口网络级联时，总的T参数满足 ；双口网络串联时，总的Z参数满足 ；双口网络并联时，总的Y参数满足 。,5 理想运算放大器的输入电阻Ri无穷大，输出电阻R0为零， 放大倍数无穷大，于是输入电压u0，i0； 负阻抗变换器方程为 ，k为正数； 回转器方程为 ，r为正数， r称为回转常数。,
