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10、二端口网络.ppt

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10、二端口网络.ppt

第10-1页,电路分析基础,信 息 技 术 学 部 信息工程与自动化系,谢建群,Basis of Circuit Analysis,第10-2页,电路分析基础,电路分析基础教学内容,1. 电路的基本概念与定律 2. 等效变换分析法 3. 线性网络的一般分析方法 4. 网络定理 5. 动态电路的瞬态分析 6. 正弦稳态分析 7. 互感耦合电路与变压器 10. 电路的频率响应和谐振现象 9. 三相电路 10. 二端口网络,第10-3页,10. 二端口网络,,10.1 二端口网络的一般概念 10.2 二端口网络的方程和参数 10.3 二端口网络的等效电路 10.4 二端口网络的联接 10.5 具有端接的二端口网络分析,10. 二端口网络,第10-4页,10.1 二端口网络的一般概念,基本要求理解端口和二端口网络的概念。,一、端口,电路中的一对端钮,如果流入一个端子的电流等于流出另一端子的电流,则这对端钮就形成一个端口。,二、二端口网络,具有两个端口的四端网络。,二端口网络内部均由线性 元件组成,且两个端口处 的电压与电流均满足线性 关系时,该二端口网络称 为线性二端口网络。,如果一个二端口网络内部不含有独立源或受控源时,我们称其为无源二端口网络;如果二端口网络内部含有独立源或受控源时,则称其为有源二端口网络。,第10-5页,10.2 二端口网络的方程与参数,基本要求理解二端口网络方程的定义,掌握各参数的计算方法。,问题的提出,实际的二端口网络制做好后一般都要封装起来,无法看到其内部电路的具体结构。因此,分析这类网络时,只能通过两对端子处电压与电流之间的相互关系来表征电路的功能。而这种关系又可以用一些参数来描述,且这些参数只决定于网络本身的结构和内部元件,与外部电路无关。 利用这些参数,还可以比较不同网络在传递电能和信号方面的性能,从而评价端口网络的质量。,一、二端口网络的方程与参数,二、参数间的关系,三、求二端口网络参数的方法,第10-6页,10.2 二端口网络的方程与参数,(1)阻抗方程,一、二端口网络的方程与参数,1、阻抗方程和 Z 参数,(2)Z 参数物理意义,开路输入阻抗,开路转移阻抗,开路输出阻抗,开路转移阻抗,第10-7页,10.2 二端口网络的方程与参数,求图示电路的 Z 参数。,节点电压方程,方法2利用二端口网络方程求解,方法1利用 Z 参数的物理意义求解,,第10-8页,10.2 二端口网络的方程与参数,(1)导纳方程,2、导纳方程和 Y 参数,(2)Y 参数物理意义,开路输入阻抗,开路转移阻抗,开路输出阻抗,开路转移阻抗,(3)Y 参数与 Z 参数的关系,有的网络只有 Z 参数,有的只有 Y 参数,第10-9页,10.2 二端口网络的方程与参数,求图示电路的 Y 参数矩阵。,方法1利用 Y 参数的物理意义求解,,方法2利用二端口网络方程求解,,,R,C1,,,,,,,,C2,L,,,,,,,–,,–,第10-10页,10.2 二端口网络的方程与参数,(1)混合方程,3、混合方程和 H、G 参数,(2)H 参数物理意义,(3), G 参数混合方程,第10-11页,10.2 二端口网络的方程与参数,求图示半导体晶体管低频小信号等效电路的混合参数矩阵。,,,,,,,,,Rb,GC,,,,,–,,–,u1,u2,u2,,–,βi1,,i1,,,i2,,iC,,,,,第10-12页,10.2 二端口网络的方程与参数,(1)传输方程,4、传输方程和 A、B 参数,(2)A 参数物理意义,(3), B 参数传输方程,第10-13页,10.2 二端口网络的方程与参数,二、参数间的关系,(1)同一个二端口网络可以用 6 种不同的方程和参数来描述,因 此,这 6 种方程和参数之间存在着确定的关系。当知道了二 端口网络的某种参数后,可以通过对方程的变幻运算求得该 电路的任何一种参数。,(2)并非每一个二端口网络都存在6种参数,有些电路只存在某几 种参数,而另几种参数不存在。,(3)选用二端口网络何种参数要看实际需要,选择的原则为便于 分析和实际测量等。如,分析晶体管的小信号等效电路常用 H 参数,高频中常用 Y 参数,分析电力系统传输网络常用 A 参数。,第10-14页,10.2 二端口网络的方程与参数,三、求二端口网络参数的方法归纳,(1)列出二端口网络方程求取。以端口两个自变量看做激励,两 个应变量看做相应,由两类约束列出电路方程,再根据定义 比较系数可得各参数。,(2)根据各参数的物理含义求解。,(3)如果已知二端口网络的某种参数(或更容易求得某种参数) 而欲求另一种参数,可利用参数间的关系求取。,第10-15页,10. 二端口网络,,10.1 二端口网络的一般概念 10.2 二端口网络的方程和参数 10.3 二端口网络的等效电路 10.4 二端口网络的联接 10.5 具有端接的二端口网络分析,10. 二端口网络,第10-16页,10.3 二端口网络的等效电路,基本要求理解 T 型、TT 型电路的特点,掌握二端口网络的等效电路的建 立方法。,问题的提出,任何一个线性无独立源一端口网络,不管内部如何复杂,从外部电性能来看,总可以用一个阻抗(或导纳)来等效替代。同理,对于一个线性无独立源二端口网络,也可以寻找一个简单的线性无源二端口网络来等效替代而不改变外部的电性能。 由于每个二端口网络可能(非必然)有6种不同的参数,也就可能建立六种等效电路。这里仅以 Z 、Y、H 参数建立等效电路为例。,一、二端口网络的 Z 参数等效电路,二、二端口网络的 Y 参数等效电路,三、二端口网络的 H 参数等效电路,第10-17页,10.3 二端口网络的等效电路,一、二端口网络的 Z 参数等效电路,,,,,第10-18页,10.3 二端口网络的等效电路,二、二端口网络的 Y 参数等效电路,,,,,第10-19页,10.3 二端口网络的等效电路,三、二端口网络的 H 参数等效电路,,第10-20页,10. 二端口网络,,10.1 二端口网络的一般概念 10.2 二端口网络的方程和参数 10.3 二端口网络的等效电路 10.4 二端口网络的联接 10.5 具有端接的二端口网络分析,10. 二端口网络,第10-21页,10.4 二端口网络的联接,基本要求理解子二端口网络的联接方式,了解由子二端口网络的参数求出 复合二端口网络参数的方法。,一个复杂的二端口网络可以看成是由若干个简单的二端口网络安某种连接方式联结而成,其中简单的二端口网络称为子电路,分解后可使计算简化。常见的联接方式有级联、串联与并联三种形式。 复合二端口网络可看成是由子二端口网络联接构成的,各个子网络必须满足端口条件。,一、串联,两个子二端口网络的输入端口串联,输出端口也串联。,Z ZaZb,第10-22页,10.4 二端口网络的联接,二、并联,两个子二端口网络的输入端口并联,输出端口也并联。,Y YaYb,三、级联,一个子二端口网络的输出为后一个子端口网络的输入。,A AaAb,第10-23页,10.5 具有端接的二端口网络分析,基本要求掌握具有端接的二端口网络的分析方法。,二端口网络输入端接信号源,输出端接负载,形成典型的具有端接的二端口网络。,一、分析对象,具有端接的二端口网络分析,除了求解端口的电压、电流外,作为一个信号处理电路,还包括以下内容,4、 对负载而言的戴维南电路开路电压和输出阻抗。,5、其它转移函数。,,,,–,,,ZS,,,,–,,,,–,,ZL,,,N,第10-24页,,10.5 具有端接的二端口网络分析,二、分析方法,约束端口的方程,1、二端口参数方程,3、负载支路方程,2、电源支路方程,,,,–,,,ZS,,,,–,,,,–,,ZL,,N,第10-25页,10.5 具有端接的二端口网络分析,,,,,–,,,ZS,,,,–,,,,–,,ZL,,N,第10-26页,,二端口网络,,方程与参数,基本概念,端口 二端口网络,, ,总 结,第10-27页,二端口网络,,等效电路,列出网络方程求取 根据各参数的物理含义求取 利用参数间的关系求取,求参数的方法,二端口网络的联接,具有端接的二端口网络分析,含受控源等效电路 不含受控源等效电路,级联 串联 并联,策动点函数 转移函数 对负载而言的戴维南等效电路,,,,, ,总 结,

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