电路分析 修订本 沈元隆 刘陈 第11章新.pptVIP

第11章 二端口网络 11.1 二端口网络 11.2 二端口网络的方程与参数 11.3 二端口网络的等效电路 11.4 二端口网络的特性阻抗 11.5 二端口网络的连接 11.1 二端口网络 网络分析中常常遇到的问题是要求网络中某一条支路的电压或电流，这时可将该支路从网络中抽出，而将网络的其余部分视为一个二端网络，应用戴维南定理或诺顿定理可将该二端网络用它的戴维南等效电路或诺顿等效电路等效， 从而把原电路简化为一个单回路电路或单节偶电路，从中可很方便地求出所要求的支路电压或电流。根据基尔霍夫电流定律上述二端网络中，从一个端子流入的电流一定等于从另一个端子流出的电流，故称这两个端子构成了一个端口。因此，二端网络又可称为单端口网络。 变压器、滤波器、放大器等电路是网络分析中经常遇到的一些电路，它们均可用图11-1所示的具有四个端子的网络表示。一般情况下，这些电路在网络中用于完成信号或能量传输的功能，通常，1-1′一对端子为输入端对， 2-2′一对端子为输出端对。由于外电路从这两对端子处接入，从任意端对的一个端子流入的电流一定与该端对的另一个端子流出的电流相等，因此这样的一对端子构成一个端口，因此这类网络可称为二端口网络。 二端口网络，其内部结构可能比较简单，也可能十分复杂，但在网络分析时，通常关心的不是它的内部结构，而是端口上的电压、电流关系。这种关系可用一些参数来表示。这些参数只取决于网络内部的元件及其连接方式。当这些参数确定了，二端口网络端口的电压、电流关系也就知道了，利用这些电压、电流关系就可进行网络分析计算。 11.2 二端口网络的方程与参数 11.2.1 Z参数 由于Z参数可在输入或输出端口开路时确定，因此，Z参数也称为开路阻抗参数。 11.2.2 Y参数 由于Y参数可在输入或输出端口短路时确定，因此Y参数也称为短路导纳参数。 11.2.3 H参数 在H参数中，由于有的参数的量纲为阻抗、有的为导纳、还有的无量纲，因此，这H参数是一种混合参数。 ?11.2.4 A参数 A参数也属于混合参数，但工程上常称A参数为(正向)传输参数。 11.2.5各种参数间的相互转换 二端口网络的各种参数是从不同的角度，对同一二端口网络外部特性的描述。因此，各种网络参数之间必然存在内在的联系，可从一种参数推算出其他各种参数（只要参数是存在的），这种推算不难从参数的基本方程得出。 确定网络参数的常用方法有如下3种： （1）利用二端口网络参数的物理含义直接求解； （2）利用网络的网孔方程、回路方程或节点方程，消去方程中的非端口变量得到二端口网络的参数方程，参数方程的系数即为网络参数； （3）先求出一种易于求取的二端口网络参数，利用二端口网络参数之间的变换关系，通过变换求得所要求的参数。 11.3 二端口网络的等效电路 等效变换是网络分析中最主要的方法之一。从第七章可知：任何复杂的线性无源单口网络的外部特性都可用一个等效阻抗或导纳来表征；同样地，任何线性无源二端口网络的外部特性既然可以用3个参数确定，那么只要找到一个由3个阻抗或导纳组成的简单二端口网络， 如果这个二端口网络与原二端口网络的参数相同，则这两个二端口网络的外部特性也就完全相同，也即它们是等效的。由3个阻抗或导纳组成的二端口网络可能有Τ形网络和Π形网络两种形式。 11.4 二端口网络的特性阻抗 二端口网络常用于信号或能量的传输，为了使负载阻抗能获得尽可能大的有功功率，要求二端口网络接电源和负载后，输入端口和输出端口的等效阻抗分别与电源内阻抗和负载阻抗匹配。 若有两个阻抗Zc1和Zc2，使当二端口网络的输出端口接负载ZL=Zc2时，输入端口的等效阻抗Zin=Zc1；当二端口网络的输入端口接内阻ZS=Zc1的电源时，输出端口的等效阻抗Zout=Zc2，则分别称Zc1和Zc2为二端口网络的输入和输出特性阻抗。 11.5 二端口网络的连接 在网络分析中，常常将一个复杂的二端口网络看成若干个相对简单的二端口网络按某种方式连接而成。二端口网络可按多种不同方式相互连接，主要的连接方式有：级联、串联和并联3种。 两个二端口网络N1和N2，按如图11-9(a)所示级联方式连接，构成二端口网络N。对于二端口网络的级联采用A参数较为方便。 * 图11-1 二端口网络