电路课件-二端口网络

1 本章重点：

1. 两端口的参数和方程

2. 两端口的等效电路

3. 两端口的转移函数

16.1 二端口网络

在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时，经常碰到如下两端口电路——三极管、传输线、变压器、放大器、滤波器，如图。

1. 端口（前面已介绍概念的复习）

端口由一对端钮构成，且满足如下端口条件：从一个端钮流入的电流等于从另一个端钮流出的电流。

2. 二端口

 当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路为二端口网络。（如上图例）

注意强调：二端口网络与四端网络的关系——都为四个引脚，但两端口网络每两个引出端表现为成对特性，电流方向相反、大小相等；四端网络则四个引出端的电流可以是完全不同的，无论大小还是方向。

 二端口的两个端口间若有外部连接，则会破坏原二端口的端口条件。

如上图放大器，最外端的四个端口构成一个二端口网络，而内部部分的四个引脚表现的特性是四端网络。

3. 研究二端口网络的意义

 两端口的分析方法易推广应用于n端口网络；

 大网络可以分割成许多子网络（两端口）进行分析；

 仅研究端口特性时，可以用二端口网络的电路模型进行研究。

4. 分析方法

 分析前提：讨论初始条件为零的线性无源二端口网络；

 找出两个端口的电压、电流关系的独立网络方程，这些方程通过一些参数来表示。

16.2 二端口的方程和参数

在本章讨论仅限于如下内容：

1. 讨论范围：线性 R、L、C、M与线性受控源，不含独立源。

2. 端口电压、电流的参考方向如图。

2 针对上图，可以看到：

 端口物理量4个：i1、i2、u1、u2

 端口电压电流有六种不同的方程来表示，即可用六套（三组）参数描述二端口网络。

2121uuii；

2211iuiu；

2121uiiu；

1. Y 参数和方程

 Y参数方程（Y → 短路导纳参数）

采用相量形式(正弦稳态)。将两个端口各施加一电压源，则端口电流可视为电压源单独作用时产生的电流之和。即：

清华大学电路原理电子课件

江辑光版

参考教材：

《电路原理》（第2版）清华大学出版社，2007年3月江辑光刘秀成

《电路原理》清华大学出版社，2007年3月于歆杰朱桂萍陆文娟

《电路》（第5版）高等教育出版社，2006年5月邱关源罗先觉

本章重点

16.1二端口概述

16.2二端口的参数和方程

16.3二端口的等效电路

16.4二端口的联接

二端口的特性阻抗和传播常数 16.5 二端口的特性阻抗和传播常数

16.6二端口的转移函数

16.7回转器和负阻抗变换器

第16章二端口网络

本章重点

16.1二端口概述

16.2二端口的参数和方程

16.3二端口的等效电路

16.4二端口的联接 16.5

16.6二端口的转移函数

16.7回转器和负阻抗变换器

本章重点 . . . 二端口参数和方程

二端口等效电路

二端口的联接

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16.1

二端口概述

二端网络（two-terminal network）

+ uS _ P A R

四端网络（four-terminal network）

n:1 R

理想变压器 C C

滤波器电路

一、端口（port）

+ u

- i

i

端口由一对端钮构成，且

满足从一个端钮流入的电流等于

从另一个端钮流出的电流。

二、二端口（two-port）

当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路为

二端口。

+

u1 -

i1

i1

线性RLCM

受控源

i2 i2 + u2

-

三、二端口与四端网络

i1

i2 i1 i2

i1 二端口

i2

1 第十六章 二端口网络

16.1 基本概念

16.1.1 二端口网络的端口条件和端口变量

1. 端口条件：在端口网络的任意端口上，由一端流入的电流必须等于由另一端流出的电流，这叫做双口网络的端口条件；

2. 端口变量：包括两个端口电压21uu，和两个端口电流21ii，。

16.1.2 二端口网络的方程和参数

二端口网络的对外电气性能可以用一些参数表示。即以这些参数组成的方程对外电路表示二端口网络的电气性能。在分析二端口的参数时，按正弦稳态情况考虑。

本章讨论的二端口是由线性电阻、电感、电容和线性受控源组成，不含任何独立电源。如图16-1所示为一线性二端口。

11221U2U1I2I116图N

1. Y参数方程

用21UU，表示21II，

（1） 方程

22212122121111UYUYIUYUYI

（2） 参数的物理意义。分别把入口和出口短路

2 出口的驱动点导纳导纳入口与出口之间的转移导纳出口与入口之间的转移入口的驱动点导纳022220211201221011111122UUUUUIYUIYUIYUIY

由于以上参数是在入口和出口分别短路情况下的参数，所以称为短路参数。对于线

性无源网络（指即不包含独立电源，也不包含受控源），2111YY，只有三个独立参数，又称互易双口；当2211YY时，称为对称双口，只有两个独立参数。

2. Z参数方程

用21II，表示21UU，

（1）22212122121111IZIZUIZIZU

（2）参数的物理意义。分别把入口和出口开路，

出口驱动点阻抗入口对出口的转移阻抗出口对入口的转移阻抗入口驱动点阻抗022220211201221011111122IIIIIUZIUZIUZIUZ

第七章二端口网络

§7-2 二端口网络的参数方程及参数一、导纳参数方程、导纳参数

如图7-4所示无源线性二端口电路中，电压、电流参考方

向如图所示，电路已达稳定。假设端口电压、为已知

量，、为待求量，用、表示、时，1U2U1I2I1U2U

1I2I

根据叠加定理，二端

口网络的方程为

22212122121111UYUYIUYUYI





式中系数具有导纳性质，称为二端口网络的导纳参数

（参数），所以上式称为导纳方程或方程。无源二端口网络的Y参数，仅与网络的内部结构、元件

参数、工作频率有关，而与输入信号的振幅、负载的情况

无关。因此，这些参数描述了二端口网络本身的电特性。

所以导纳方程可以用矩阵形式表示为





22211211

21YYYY

II





21UUUYI



21III

21UUU

22122111YYYYY为端口电流列向量；为端口电压列向量；

为导纳矩阵或Y矩阵

011112UUIY

012212UUIY

022221UUIY

021121UUIY

由于每个Y参数都是在一个端口短路情况下分析得到的，

因此参数也称为短路导纳参数。对于无源线性二端口网络可以证明，输入和输出互换位置

时，不会改变由同一激励所产生的响应。由此得出

2112YY

即在参数中，只有三个参数是独立的，这样的网络具有

互易性，称为互易网络。

如果二端口网络是对称的（即对称二端口网络），则输

出端口和输入端口互换位置后，电压和电流均不改变，有

2211YY对互易且对称二端口网络中，则参数中只有两个参数是独立的。【例7-1】求图7-5所示二端口网络的导纳矩阵。

解将端口2短路

sjUIYU)42(011112

sjUIYU4012212

sjUIYU4021121

sjUIYU3022221S将端口1短路