下载文档原格式
二端口网络重点：两端口的方程和参数的求解 难点：二端口的参数的求解本章与其它章节的联系：学习本章要用到前几章介绍的一般网络的分析方法。
预备知识： 矩阵代数§16.1 图的矩阵表示1. 二端口网络端口由一对端钮构成，且满足端口条件：即从端口的一个端钮流入的电流必须等于从该端口的另一个端钮流出的电流。
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。
在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时，经常碰到图 16.1 所示的二端口网络。
图 16.1(a)放大器图 16.1(b) 滤波器图 16.1(c) 传输线图 16.1（d ）三极管图 16.1（e ）变压器注意：1）如果组成二端口网络的元件都是线性的，则称为线性二端口网络；依据二端口网络的二个端口是否服从互易定理，分为可逆的和不可逆的；依据二端口网络使用时二个端口互换是否不改变其外电路的工作情况，分为对称的和不对称的。
2）图16.2(a)所示的二端口网络与图(b)所示的四端网络的区别。
图 16.2（b ）四端网络图 16.2（a）二端口网络3）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。
若在图16.2(a)所示的二端口网络的端口间连接电阻 R 如图16.3所示，则端口条件破坏，因为图 16.3即1-1'和2-2'是二端口，但3-3'和4-4'不是二端口，而是四端网络。
2. 研究二端口网络的意义1）两端口应用很广，其分析方法易推广应用于 n 端口网络；2）可以将任意复杂的图16.2（a）所示的二端口网络分割成许多子网络（两端口）进行分析，使分析简化；3）当仅研究端口的电压电流特性时，可以用二端口网络的电路模型进行研究。
3. 分析方法1）分析前提：讨论初始条件为零的无源线性二端口网络；2）…..3）分析中按正弦稳态情况考虑，应用相量法或运算法讨论。
§16.2 二端口的参数和方程用二端口概念分析电路时，仅对端口处的电压电流之间的关系感兴趣，这种关系可以通过一些参数表示，而这些参数只决定于构成二端口本身的元件及它们的连接方式，一旦确定表征二端口的参数后，根据一个端口的电压、电流变化可以找出另一个端口的电压和电流。
四二端口网络的H方程和H参数
（一）二端口网络H方程
在传输领域中，传输线路有着重要的意义，它是在任何数字信号处理系统中必不可少的部分。
二端口网络的H方程是用来描述网络容量参数的一种简单而强大的方法，它可以简单地描述从一个端口到另一个端口的网络行为。
H方程有助于描述非线性网络的物理行为，并且可以计算出网络的转化能力参数。
H方程的基本特征是它可以描述从一个端口到另一个端口的信号变换，也可以定义从一个端口到另一个端口的信号传输效率。
H方程有三个参数，分别是源端口（即输入端口）Hin，中继机（中间节点）Hm，和接收端口（即输出端口）Hout。
H方程可以描述处理信号的三个不同参数，它是：
Hin = 在源端口（输入端口）处的频率响应
Hm=在中继机（中间节点）处的频率响应
Hout = 在接收端口（输出端口）处的频率响应
因此，可以用H方程来描述任意网络的性能特性，它可以表示各种网络中的频率响应，以及信号的传播速度，以及信号损耗的大小。
（二）H参数
H参数是用来表示二端口网络性能参数的一组数字，它可以用来表示从一个端口到另一个端口的信号变换。
H参数包括插值，滤波器，改变特征，以及网络的频率响应等参数。
电路基础原理概述二端口网络的特性和参数电路是现代科技中必不可少的基础，其中二端口网络是其中一种常见的电路类型。
在电路中，二端口网络是由两个输入端和两个输出端组成的电路元件，它能够传输和转换电信号。
本文将概述二端口网络的特性和参数。
一、传输特性二端口网络的传输特性是指输入电压与输出电压之间的相互关系。
传输特性可以通过观察输入和输出之间的电流和电压变化来确定。
通常，二端口网络的传输特性可以表示为一个线性的数学方程组。
这个方程组可以用来描述二端口网络的传输函数，即输入和输出之间的关系，通常表示为Vout = H Vin。
其中，H 表示传输函数，Vin 表示输入电压，Vout 表示输出电压。
二、阻抗特性阻抗是描述二端口网络响应外部电路的能力的参数。
一个二端口网络的输入阻抗和输出阻抗是反映网络与外部电路相互连接时的特性。
输入阻抗反映了二端口网络对外部电路输入信号的响应，输出阻抗反映了二端口网络对外部电路输出信号的响应。
阻抗特性的数学表示为Zin = Vin / Iin 和 Zout = Vout / Iout，其中 Zin 表示输入阻抗，Vin 表示输入电压，Iin 表示输入电流，Zout 表示输出阻抗，Vout 表示输出电压，Iout 表示输出电流。
三、特性曲线特性曲线是描述二端口网络输入和输出关系的图形，可以通过实验或者计算得到。
在特性曲线上，通常会有一些重要的特性点，例如截止点、饱和点等。
这些特性点可以用来判断二端口网络的工作状态和性能。
特性曲线可以帮助工程师了解二端口网络的行为和特点，进而进行电路设计和优化。
四、常见参数二端口网络有一些常见的参数,例如增益、带宽、相位等。
增益是指输出电压与输入电压之间的比例关系。
带宽是指在特定增益范围内的频率范围。
相位是指输入信号和输出信号之间的相对时间差。
这些参数可以帮助我们了解二端口网络的性能和应用范围。
总结：二端口网络在电路中有广泛的应用，它的特性和参数对于电路设计和分析非常重要。
二端口网络的参数与特性分析二端口网络是指由两个端口构成的电路网络，常见于各种电子电路中。
了解二端口网络的参数与特性对于分析电路性能、设计电路以及解决电路问题的能力至关重要。
本文将对二端口网络的参数与特性进行详细分析。
一、二端口网络的基本参数二端口网络的基本参数包括：传输函数、散射参数、混合参数、过渡参数等。
这些参数能够描述电路的输入与输出之间的关系。
1. 传输函数传输函数描述了二端口网络的输入与输出之间的传输关系。
通常用H(s)表示，其中s为复变量。
传输函数可以通过拉普拉斯变换或者其它等效方法求得。
2. 散射参数散射参数（S参数）是描述二端口网络中波的散射过程的参数。
它们包括反射系数和传输系数。
S参数可以通过测量回波系数和透射系数等实验数据计算得到。
3. 混合参数混合参数（H参数）是描述二端口网络中电流和电压关系的参数。
它们包括双端口输入电阻、输出电阻以及互阻和互导。
H参数可以通过测量电压和电流的关系得到。
4. 过渡参数过渡参数（T参数）是描述二端口网络中电流和电压关系的另一组参数。
它们包括双端口输入电阻、输出电阻以及互阻和互导。
T参数可以通过测量电压和电流的关系得到。
二、二端口网络的特性分析除了基本参数外，二端口网络还具有一些特性，这些特性可以帮助我们更好地理解二端口网络的工作原理、性能和应用。
1. 平衡与非平衡二端口网络可以分为平衡网络和非平衡网络。
在平衡网络中，输入端和输出端的特性相同；而在非平衡网络中，输入端和输出端的特性不同。
平衡与非平衡对于分析电路性能和设计电路具有重要影响。
2. 带宽与通频带带宽是指二端口网络能够传输的频率范围。
通频带是指在这个频率范围内，二端口网络的传输特性基本保持不变。
带宽和通频带决定了二端口网络的信号传输能力。
3. 稳定性与不稳定性稳定性是指二端口网络在一定条件下保持正常工作的能力。
不稳定性则指在特定条件下，二端口网络出现性能失效或者不可控的情况。
稳定性是电路设计和应用中需要考虑的一个重要因素。
第10章二端口网络电子技术工程实际应用中，很多电路都是通过端口和外部电路相联的。
例如耦合电路、滤波电路、放大电路及变压器等，这些电路都属于二端口网络。
尤其在中、大规模集成电路迅速发展的今天，各类功能不同的集成块研制出来的越来越多，这些集成电路往往制造好以后就被封装起来，对外引出多个端钮与外电路连接。
对于此类电路一般不考虑电路内部的情况，只对各个端口的功能及其特性予以研究。
因此，对端口网络的分析显得日益重要。
本章的学习重点：●二端口网络的四个基本方程及有关参数；●二端口网络的T形和Л形等效电路及其它们之间的互换；●线性二端口网络的输入阻抗、输出阻抗和特性阻抗；●二端口网络的实际应用。
10．1 二端口网络的一般概念1、学习指导（1）二端口网络本章研究的问题，接触到的很多概念都是从前面研究的二端网络中直接引入的，因此学习本章内容的基础仍是前面学过的电路分析基础知识。
二端网络和二端口网络是不同的，二端网络对外引出端子只有两个，两个引出端子满足端口条件：自一个引出端子流入网络的电流恒等于从另一个引出端子上流出的电流。
因此，二端网络也称为一端口网络。
现在讨论的二端口网络，和二端网络的主要区别就在于它具有四个对外引出端子，即两对满足端口条件的端口。
（2）研究二端口网络的意义对线性无源二端口网络的分析，是通过对二端口网络端口处电压和电流的测试，找出一组参数来表征该二端口网络的性能，在分析过程中并不涉及网络内部电路的工作状况，即不考虑二端口网络的内部结构如何，由此给实际问题的分析和研究带来了极大的方便，同时，还可以利用这些参数来比较不同的二端口网络在传递电能和信号方面的性能，从而正确评价它们的质量，这就是研究二端口网络的意义。
2、学习检验结果解析（1）什么是二端口网络？解析：有四个端钮的网络叫做四端网络。
四端网络中的四个端钮构成两对，如果流入其中138139任意一对的一个端钮上的电流，等于该对中另一个端钮上流出的电流时，这样的一对端钮就构成了一个端口，若一个四端网络的两个端口均满足上述条件，这个四端网络就称为二端口网络。
四、 二端口网络的H 方程和H 参数
除去上述的3套方程和参数，还有一套常用的参数方程称为混合参数或H 参数。
即：
.
.
.
1111122.
.
.
2211222
U H I H U I H I H U =+=+
在晶体管电路中，H 参数得到了广泛的应用。
其具体定义为：
211
11==U I U
H H 11是输出端短路时，输入端的入端阻抗，在晶体管电路中称为晶体管的输入电阻；
01
21
12
==I U U
H H 12是输入端开路时，输入端电压与输出端电压之比，在晶体管电路中称为晶体管的内部反馈系数或电压
传输比；
212
21
==U I I
H H 21是输出端短路时，输出端电流与输入端电流之比，在晶体管电路中称为晶体管的电流放大倍数或电流
增益；
122
22
==I U I
H H 22是输入端开路时，输出端的入端导纳，在晶体管电流中称为晶体管的输出电导。
用矩阵形式表示为；
⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢
⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡212221121121U I H H H H I U
其中，H 称为H 参数矩阵
⎥⎦
⎤⎢
⎣⎡=2221
1211
H H H H H H 参数的求解方法也可分为3种，用定义直接求，用KCL 定理转换方程求解，在已知其他3种参数的前提下，用转换公式直接求（见表6-1）。
例如：在已知Y 参数下
112112221122
11
2121
11
121211111Y Y Y Y Y H Y Y H Y Y H Y H -=
=-
==
可见对于无源线性二端网络，H 参数中只有3个是独立的。
H 21＝－H 12。
对于对称的二端口，由于Y 11＝Y 22或Z 11＝Z 22，则有
121122211=-H H H H
【例】 如例4所示电路图，求H 参数 【解】： 方法一：
172644021111j
U I U H -=
== 17270
12112
j
I U U H +=
== 1741021221
j
U I I H +-
=== 1740
12222
j
I U I H -=
== 方法二：列写端口KVL 方程
方法三：利用转换公式在已知Z 参数情况下求H 参数
⎥⎥⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢⎢⎢⎣⎡-∆=2222
21221222
1Z Z Z Z Z Z
Z H 已知⎥⎦
⎤⎢⎣⎡++-=j j j j Z 422 得 ⎥⎥
⎥⎦
⎤
⎢⎢
⎢⎣⎡---+-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢
⎢⎣⎡+
+-+++-=17417
411727172644414424410j j j j j j
j j j j
j H 【例】： 求如图6-1-7所示二端口的H 和T 参数。
_
+
.
1U
.
2U
.
.
+
_
图6-1-7例8题图
【解】：
..
12
(12112)
222()2105U U U I I I U ==--=-+ 0222
5H ⎡⎤
⎢⎥=⎢⎥-⎢⎥⎣⎦
∴ .
.
12
...122211()52
U U I U I ==+- 201152T ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦。
