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第十章双口网络

10.1双口网络

端子：一个电路与另外的电路的联接端或引出端

端口：一个有多个联接端的电路，当流入一个端子的电流恒等于另一个端子流出的电流，这两个端子称为一个端口。

二端口网络（双口网络）：一个有四个端子、两个端口的电路。

无源线性二端口网络：由线性电阻、电容电感（包括互感）以及受控源构成，其内部不含有任何独立电源。

10.2二端口的方程和参数

10.2.1Y参数(短路导纳参数)

I

I

10.2.1.1矩阵形式

I

其中Y=Y11Y12

10.2.1.2Y参数矩阵的确定极其含义

端口2短路：

输入导纳：I

转移导纳：I

端口1短路：

转移导纳：I1

输出导纳：I2

10.2.1.3互易网络与对称网络

二端口网络具有互易性时，Y12

二端口网络具有对称性时，Y11

10.2.2Z参数(开路阻抗参数)

U

U

10.2.2.1矩阵形式

U

其中Z=Z11Z

10.2.2.2Z参数矩阵的确定极其含义

端口2开路：

输入阻抗：Z11=

转移阻抗：Z21

端口1开路：

转移阻抗：Z12

输出阻抗：Z22

10.2.2.3互易网络与对称网络

当二端口网络具有互易性时：Z21

当二端口网络具有对称性时：Z11

10.2.2.4Y参数与Z参数间的关系

同一二端口网络，Y参数与Z参数之间有相互转换的关系：Y=Z-1,Z=

10.2.3T参数(传输参数)

10.2.3.1传输矩阵

U1=A

其中T=AB

-I2：在传输线问题分析中，输出口的电流用与图示相反的参考方向，

10.2.3.2T参数矩阵的确定极其含义

开路电压比：A=U

短路转移阻抗：B=U

开路转移导纳：C=I

短路电流比：D=I

10.2.3.3互易网络与对称网络

对于互易二端口网络，T参数的特征为：AD-

对于对称二端口网络，T参数的特征为：A=

10.2.4H参数

10.2.4.1混合参数矩阵

其中H=H

10.2.4.2H矩阵的确定及含义

短路参数：

输入阻抗：H11

正向电流传输比：H21

开路参数：

反向电压传输比：H12

输出导纳：H22

10.2.4.3互易网络与对称网络

互易二端口网络，H12

对称二端口网络：H11

10.2.4.4晶体管在小信号工作条件下的等效电路

一般H12=μr很小（一般为1

U

R1：输入电阻、较小；R2：输出电阻、较大；β

10.3二端口网络的等效电路

10.3.1Z参数T型等效电路

U

U

U

Z11-Z12

Z22-Z21

(Z21-Z12)

I?

Z12

若二端口网络内不含受控源，为互易网络，则：Z12

若二端口网络为对称二端口网络，则等效电路也是对称的。

10.3.2Y参数π型等效电路

I

I

I

U

U

-Y12

Y11+Y12

Y22+Y12

(Y21－Y12)

U?

若二端口网络内不含受控源，为互易网络，Y12

若二端口网络为对称二端口网络，则等效电路也是对称的。

10.4二端口的联接

10.4.1串联

两个二端口同一侧的端口流过同一个电流：

N

Na

Nb

如果串联后两个二端口仍能保持端口约束条件，这两个二端口仍然是独立的，那么，总的双口网络的Z参数应等于这两个双口网络Z参数相加。

Z

10.4.2并联

两个二端口同一侧端口相应端子联接在一起，所加电压相同：

N

Na

Nb

若两个双口网络并联后仍能各自保持端口约束条件，那么总的Y参数等于各自Y参数之和。

Y

10.4.3级连

一个二端口的输出端口联接另一个二端口的输入端口。

N

Na

Nb

实际电路中双口网络最常用的是级联。级连时端口约束条件是自动满足的。各双口网络本身是独立的.双口网络级联后总的传输参数T等于各网络传输参数T之乘积。

T

多级链联：T=

注：两个二端口网络串联或并联成一个新的二端口网络后，并不一定满足端口约束条件。

10.5回转器和负阻抗变换器

10.5.1回转器

u

u1

u2

i1

i2

g

Y=0g-g0 ，Z=0-rr0，T=

在回转器2端口接一个电容，从1端口看，等效于一个L=C

从一个端口输入的功率等于从另一个端口输出的功率，回转器本身无功耗。

10.5.2负阻抗变换器NIC

I

I

I

U

U

NIC

其端口特性可以用T参数来描述：

a型(电流反向型NIC)：U1I1

b型(电压反向型NIC)：U1I1