第16章 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：

1 第十六章(二端口网络)习题解答

一、选择题

1．二端口电路的H参数方程是 a 。

a．22212122121111UHIHIUHIHU b．

22212122121111IHUHUIHUHI

c．22222112122111UHIHUUHIHI d．

22212112121112IHUHIIHUHU

2．图16—1所示二端口网络的Z参数方程为 b 。

a．j1j4j4j43； b．j1j4j4j43；

c．j1j4j4j43； d．j1j4j4j43

3．无任何电源的线性二端口电路的T参数应满足 d 。

a．DA b．CB c．1ADBC d．1BCAD

4．两个二端口 c 联接，其端口条件总是满足的。

a．串联 b．并联 c．级联 d．a、b、c三种

5．图16—2所示理想变压器的各电压、电流之间满足的关系为 d 。

a．nuu121，nii21； b．nuu21，nii121；

c．nuu121，nii21； d．nuu21，nii121；

二、填空题

1．图16—3（a）所示二端口电路的Y参数矩阵为Y=YYYY，图16—3（b）所示二端口的Z参数矩阵为Z=ZZZZ。

2

2．图16—4所示二端口网络的Y参数矩阵是Y 32676131。

解：将图16—4中三个2星形连接的电阻等效为三个6三角形连接的电阻，则电路如图16—4（a）所示。由图16—4（a）得：

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

哈尔滨理工大学电气学院 理论电工教研室 第十六章(二端口网络)习题解答

一、选择题

1．二端口电路的H参数方程是 a 。

a．22212122121111UHIHIUHIHU b．

22212122121111IHUHUIHUHI

c．22222112122111UHIHUUHIHI d．

22212112121112IHUHIIHUHU

2．图16—1所示二端口网络的Z参数方程为 b 。

a．j1j4j4j43； b．j1j4j4j43；

c．j1j4j4j43； d．j1j4j4j43

3．无任何电源的线性二端口电路的T参数应满足 d 。

a．DA b．CB c．1ADBC d．1BCAD

4．两个二端口 c 联接，其端口条件总是满足的。

a．串联 b．并联 c．级联 d．a、b、c三种

5．图16—2所示理想变压器的各电压、电流之间满足的关系为 d 。

a．nuu121，nii21； b．nuu21，nii121；

c．nuu121，nii21； d．nuu21，nii121；

二、填空题

1．图16—3（a）所示二端口电路的Y参数矩阵为Y=YYYY，图16—3（b）所示二端口的Z参数矩阵为Z=ZZZZ。

哈尔滨理工大学电气学院 理论电工教研室

2．图16—4所示二端口网络的Y参数矩阵是Y 32676131。

解：将图16—4中三个2星形连接的电阻等效为三个6三角形连接的电阻，则电路如图16—4（a）所示。由图16—4（a）得：