(二端口网络)习题解答
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二端口网络练习题1. 在图示电路中,已知 R 1=1Ω, R 2=2Ω,α=2,试计算二端口网络的开路阻抗参数矩阵Z 和短路导纳参数矩阵Y ,并说明该网络是否互易网络。
2. 求图示二端口网络的短路导纳矩阵Y 。
3. 已知线性无源二端口网络N 的传输参数矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡=21.0302T ,今有一电阻R 并联于输出端(如图(a )),则输入电阻等于将R 并联于输入端(如图(b ))时的输入电阻的6倍,求该电阻R 之值。
4. 图示电路中N 为由线性电阻元件构成的二端口网络,当在a 、b 端加100V 电压时,流入网络的电流为2.5A ,同时测得c 、d 端电压u cd =60V ,若将100V 电压加于c 、d 端,则流入网络的电流为2A ,这时测得a 、b 端电压u ab =48V ,求该二端口电阻网络的传输参数。
(a)(b)R 1 ② ②/ ① ①/R 2I 题5图5.在图5所示含二端口网络N 的电路中,已知R 1=2Ω, R 2=1Ω。
开关S 断开时,测得U S =12V, U 1=6V, U 2=2V, 开关S 闭合时,测得U S =12V, U 1=4V, U 2=1V ,求网络N的传输参数矩阵T 。
6 已知如图所示二端口网络N 的短路导纳参数矩阵S ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=1223/2Y ,求二端口网络的输入功率P 1和输出功率P 2。
7在图7所示电路中,N 为二端电阻元件构成的双口网络,已知N 的开路阻抗参数矩阵Ω⎥⎦⎤⎢⎣⎡=6/76/16/16/7Z ,试求负载电阻R f =2Ω所吸收的功率。
8. 已知图8 所示二端口网络N 的Z 参数是Z 11=10Ω,Z 1 2=15Ω,Z 21=5Ω,Z 22=20Ω。
试求转移电压比U 2 (S) / U S (S) 之值。
4Ω图7R f =2Ω图8U S 25Ω。
第十六章(二端口网络)习题答案选择题1、ffi示n 掃口的2参数£B 、C 、3G 答案:AC 1.5S0.5S 0.5S 1.5SD0.5S1.5S 0.5S答案:B3.图示二端口网络的F 参数矩阵中r 叛(答案:C5、设两个无源二端口 P,P 的传输参数分别为匚八则当两个无源二端口级联时,•其复合二端口的传输鉢r 为:()B. T-TC 、T +T答案:D答案:A7x 对线性无源二制口而言,以下关系式正确的是(答案:B2.图示二端口的F 参数为:<A -0.5S 1.5S0.5S-1.5SB 0.5S -1.5S -0.5S 1.5S A.1 r B. C 、 1D 、~T答案:BZ2D,1.5S4>图示二端口网络的N 参魏e 阵中右区 为:(lo<■3A 、2 +Z ,ZBs 2 ,2 C> Z ,2 +ZD 、Q2D 、 丁丁6,在对称二端口网络的F 参数矩阵中,只有()个参数是独立的。
Ax 2个CxD 、4个C>A^HD 、H =F答案:B10.将两个无源二端口 £严串联时,其复合二端口的参数为:(AvD 、7 + r答案: 二、填空题8.若两个传输参数都为 ■3 42'3 的二端口级联,则级联后复合二端口传输参数矩阵为( A. 飞 4-B, 9 4'£ 16 9JG 17 12'D 、 12 IJ 1 ™24 1717 24答案: C49B.亠身胡G3Ci3 F12 D\ 2^^— 79、若e 知二4崗口传输参数矩阵T ・ A 、严 £ 1c 、-mQ;,则图示T 型等效电路参数2忆忆依次分别为C 、 1.图 16 — 3 (a )所示二端口电路的 Y 参数矩阵为丫=〔丫丫I 图16—3 ( b )所示二端口的 Z 参数矩阵为k 丫」Z=E Z图1A32 •图16—4所示二端口网络的 丫参数矩阵是丫 =「1 3 7L 6_11 6 2 3」 602Qk L 51 节。
第15章 二端口网络1、网络按图示方式连接时,下列结论中错误的是: ( A )A .网络N 1和N 2都是双口(二端口)网络B .若网络N 1为双口网络时,网络N 2不是双口网络C .若网络N 2为双口网络时,网络N 1不是双口网络D .网络N 1和N 2都可能不为双口网络︒︒︒︒网络N 1网络N 2RN 1N 2R2、 图示二端口网络H 参数中h 21等于: A 。
N N 12 B 。
N N 21C 。
-N N 12D。
-N N 21答( A )︒︒︒︒N N 1211'22'3、下列传输参数矩阵中,哪一个是互易、对称二端口网络?A.6486⎡⎣⎢⎤⎦⎥B.3553⎡⎣⎢⎤⎦⎥C.91659⎡⎣⎢⎤⎦⎥D.10775⎡⎣⎢⎤⎦⎥答( C )4、图示级联二端口网络的传输参数矩阵为:︒︒︒Z 1Z 2︒A. 10112Z Z ⎡⎣⎢⎤⎦⎥ B. 20212Z Z +⎡⎣⎢⎤⎦⎥ C. 10112Z Z +⎡⎣⎢⎤⎦⎥ C. 以上皆非 答( C ) 5、若某二端口网络的传输参数为2714⎡⎣⎢⎤⎦⎥,则根据 24711⨯-⨯= 可知该网络具有互易性。
6、在二端口网络的Z 、 Y 、 H 、T 四种参数矩阵的各元素中,称为转移阻抗的参数是____ z 12 z 21 a 12 _________________________。
7、试求图示二端口网络的Z 参数。
︒︒︒︒22'11'R 1R 2I 12I⋅U 2⋅U 1⋅r 1I +-++--解:U z I z I U z I z I 11111222211222=+=+⎧⎨⎩ 2 U R I R I 11211=+ , z R R 1112=+ 4 U R I 122= , z R 122= 6 I rI R I 2121=-+ , z R r 212=- 8 U R I 222= , z R 222= 108、已知二端口网络的Y 参数为3212--⎡⎣⎢⎤⎦⎥S ,试用线性电阻及受控源画出该网络的一种等效电路。
第10章 二端口网络10.1 求图示各二端口网络的Y 参数。
22u (b)图题10.1解:(a) 列写节点电压方程如下:1211221212223111() (1)111()3 (2)U U I R R R U U I I R R R ⎧+-=⎪⎪⎨⎪-++=+⎪⎩ 式(1)代入式(2) 整理得: 1121222121223111()3441()()I U U R R R I U U R R R R ⎧=+-⎪⎪⎨⎪=-+++⎪⎩所以Y 参数为:12212231113441R R R R RR R -⎡⎤+⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥-+⎢⎥⎣⎦Y (b) 10i =, 11/i u R =3212212112333()()/u u R R i u R R u R i R R R -+-+===12121331R R u u R R R +=-+ 所以12133001R R R R R ⎡⎤⎢⎥=+⎢⎥-⎢⎥⎣⎦Y10.2 一个互易网络的两组测量值如图题10.2所示。
试根据这些测量值求Y 参数。
(a)(b)22-+U图题10.2解:图(a)中11222A,j2V 2j5j 10V j5A I U U I ===⨯==-,,由Y 参数方程得:11112221222j2j 10 (1)j5j2j 10 (2)I Y Y I Y Y ⎧==⨯+⨯⎨=-=⨯+⨯⎩ 由图(b)得 222jA 1V I Y ==⨯ (3) 对互易网络有:1221Y Y = (4)由式(3) 得: 22j 1S Y =,代入式(2) 得:2112( 2.5j5)S Y Y ==-- 再代入式(1)得:11(12.5j24)S Y =+ 所以12.5j2425j52.5j5j1.+--⎡⎤=⎢⎥--⎣⎦Y S 10.3 求图示各二端口网络的Z 参数。
(b)图题10.3解 (a):按网孔列写KVL 方程得1211221(2)2 (1)2(2)3 (2)R R I RI U RI R R I U U ++=⎧⎨++=+⎩ 将式(1)代入式(2)整理得1122123273U RI RI U RI RI =+⎧⎨=--⎩ 所以 3273RR R R ⎡⎤=⎢⎥--⎣⎦Z(b) 将∆联接的三个阻抗转换成Y 形联接,如图(c)所示,由此电路可直接写出Z 参数1j j j 0+⎡⎤=⎢⎥⎣⎦Z Ω10.4求图示各二端口网络的A 参数。
第16章二端口网络1.求图16-1所示二端口的Y参数、Z参数和T参数矩阵。
图16-1解:(1)图16-1(a),两端口电压和电流参考方向,如图16-2(a)所示。
根据各元件的特性及电路的KVL和KCL定理,可得:将式②代入式①得:综上可得:图16-2(2)图16-1(b),两端口电压和电流参考方向,如图16-2(b)所示。
根据各元件的特性及电路的KVL和KCL定理,可得:将式②代入式①得:综上可得:2.求图16-3所示二端口的Y参数和Z参数矩阵。
图16-3解:图16-3所示电路为纯电阻电路,所以只求Z即可。
(1)图16-3(a),将三个电阻为1Ω的三角形电路转换为星形电路,如图16-4(a)所示,可得:所以(a)(b)图16-4(2)图16-3(b),电流电压方向如图16-4(b)所示,则有:又根据电路的对称特点可得:所以3.求图16-5所示二端口的T参数矩阵。
图16-5解:图16-6是五个二端口电路,分别标出了端口电压、,电流、及其参考方向。
图16-6(1)图16-6(a),,所以T参数矩阵为(2)图16-6(b),,所以T参数矩阵为(3)图16-6(c),建立KVL方程:整理得:所以T参数矩阵为:(4)图16-6(d),,所以T参数矩阵为(5)图16-6(e),,所以T参数矩阵为。
4.求图16-7所示二端口的Y参数矩阵。
图16-7解:图16-8是两个二端口电路,分别标出了端口电压、,电流、及其参考方向。
图16-8(1)图16-8(a),网孔电流方程为:所以Y参数矩阵为:(2)图16-8(b),结点电压方程为:。
第五部分 二端口网络(一)基本概念和基本定理1、二端口网络的端口方程和参数 (1)端口特性方程在两个端口的四个变量1U 、2U 、1I 、2I 中任取两个为变量,另两个为函数构成的方程。
电压、电流方向如图示。
(2)描述二端口的四个参数矩阵Z 参数对于由线性R 、L (M )、C 元件组成的任意二端口无源网络都有1221Z Z =,即Z 参数矩阵是对称的。
对于对称二端口有1221ZZ =、1122Z Z =Y 参数对于由线性R 、L (M )、C 元件组成的任意二端口无源网络都有1221Y Y =,即Y 参数矩阵是对称的。
对于对称二端口有1221YY =、1122Y Y =T 参数对于由线性R 、L (M )、C 元件组成的任意二端口无源网络都有1AD BC -=,即T 参数矩阵是对称的。
对于对称二端口有A D =.H 参数2、二端口等效电路(1)T 型电路11112Z Z Z =-212Z Z =32212Z Z Z =-(2) π型电路11112Y Y Y =+2122Y Y Y =-=- 3221Y Y Y =+ (3)如果二端口不互易,则等效T 型电路含有受控电压源,如图(4)如果二端口不互易,则等效π型电路含有受控电流源,如图3、二端口的连接(1)级联(2)并联(3)串联4、回转器和复阻抗变换器(1)回转器是一种线性非互易的多端元件。
互易定理不适应回转器。
r 和g分别称为回转电阻和回转电导,简称回转常数。
(2)负阻抗变换器电流反向型:1212,UU I kI ==,电压的大小和方向均不改变;但电流1I 经传输后变为2kI ,即改变了方向;电压反向型:1212,UkU I I =-=-,电压改变了极性(方向),但电流方向不变;NIC 可把正阻抗变为负阻抗。
(二)典型例题及解题方法分析例题1:图示电路二端口网络是由线性电阻构成的,此对称二端口的传输参数A=2,B=30,若将电阻LR并联在22'-两端,输入端11'-的入端电阻为将电阻LR 并联在11'-两端的入端电阻的6倍,求LR解法1:由于二端口网络是由线性电阻构成的,所以有AD-BC=1,又是对称二端口,有A=D=2,C=(AD-1)/B=0.1对于上面左图 22L UR I =-122122U AU BI I CU DI =-⎧⎨=-⎩1212()()L L U AR B I I R C D I =-+⎧⇒⎨=-+⎩112300.12L L in L L U AR B R R I CR D R ++⇒===++ 对于上面右图 20I=11'20'//'20LL i n LL L AR U R A C R R A I C R R C⇒====++ 6'in in R R =3in R =Ω解法2由于二端口网络是由线性电阻构成的对称二端口,A=D=2,C=(AD-1)/B=0.1。
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 .⎩⎨⎧+=+=22212122121111U H I H I U H I H U &&&&&&b . ⎩⎨⎧+=+=22212122121111I H U H U I H U H I &&&&&&c .⎩⎨⎧+=+=22222112122111U H I H U U H I H I &&&&&&d . ⎩⎨⎧+=+=22212112121112I H U H I I H U H U &&&&&&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 .⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+j1j4j4j433.无任何电源的线性二端口电路的T 参数应满足 d 。
a .D A =b .C B =c .1=-AD BCd .1=-BC AD 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 .n u u 121=,n i i =21;b .n u u =21,ni i121-=;c .n u u 121-=,n i i=21;d .n u u =21,ni i121=; 二、填空题1.图16—3(a )所示二端口电路的Y 参数矩阵为Y =⎥⎦⎤⎢⎣⎡--Y Y Y Y,图16—3(b )所示二端口的Z 参数矩阵为Z =⎥⎦⎤⎢⎣⎡Z Z Z Z。
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Ω2星形连接的电阻等效为三个Ω6三角形连接的电阻,则电路如图16—4(a)所示。
由图16—4(a)得:212111613166UUUUUI-=-+=⎪⎭⎫⎝⎛-++-=-+++=21211221226131434616641UUUUUUUIUI=213267UU+于是Y =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-326761313.图16—5所示回转器的T参数矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡1gg。
解:由回转器两个端口电压、电流的关系,得211igu-=,121igu=即211igu-=,21gui=由此可见T=⎥⎦⎤⎢⎣⎡1gg4.图16—6所示的二端口网络中,设子二端口网络1N 的传输参数矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡D C B A ,则复合二端口网络的传输参数矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡++D BY CAY BA。
解:图16—6所示的二端口网络可看成由1N 和虚线框中的二端口级连而成。
虚线框中的二端口的传输参数矩阵为⎥⎦⎤⎢⎣⎡101Y 。
设图16—6所示二端口网络的传输参数矩阵为T ,则 T = ⎥⎦⎤⎢⎣⎡101Y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅D C B A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡++D BY C AY B A5.图16—7所示二端口网络的Y 参数矩阵为 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-∆-∆12n n n ,式中212R R n +=∆ 。
解:由图16—7得:3111U I R U &&&+= …… ① 4222U I R U&&&+= …… ② 34U n U &&= …… ③ 21I n I&&-= …… ④ 从以上四式中消去3U &,4U &和2I &得 2212121221U R R n n U R R n n I &&&+-+= 消去3U &,4U &和1I &得 2212121221U R R n U R R n n I &&&+++-= 因此 Y =⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-∆-∆12n n n ,式中 212R R n +=∆三、计算题1.图16—8所示二端口网络的Z 参数是Ω=1011Z 、Ω=1512Z 、Ω=521Z ,Ω=2022Z 。
试求sU U2。
解:由给定的Z 参数得2111510I I U += …… ①212205I I U += …… ②由输入、输出端口得11100U I U s += …… ③2225I U -= …… ④由①、③得 2115110I I U s +=由②、④得 219I I -=于是 2222239)25(3997515)9(110U I I I I U s =-⨯=-=+-⨯= 即3912=s U U 2.已知某二端口的Y 参数矩阵为Y ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=3225S ,求其π形等效电路(如图16—9所示)中的1Y 、2Y 、3Y 。
解:由题目给出的Y 参数矩阵得⎩⎨⎧+-=-=2122113225U U I U U I &&&&&& 而图16—9的Y 参数方程为⎩⎨⎧++-=-+=232122221211)()(U Y Y U Y I U Y U Y Y I &&&&&& 对照上述两组方程得521=+Y Y ,332=+Y Y ,22-=-Y 故 S 22=Y ,S 31=Y ,S 13=Y3.已知图16—10所示二端口S N 的Z 参数为Ω=10011Z ,Ω-=50012Z ,Ω=32110Z ,Ω=1022Z ,求:L Z 等于多少时其吸收功率最大。
解:将L Z 以左的部分视为一端口电路,那么当L Z 和此一端口电路匹配时L Z 可获得最大功率,计算此一端口电路戴维南阻抗的等效电路如图16—10(a )。
由给定的条件可得211500100I I U &&&-=,212101000I I U &&&+=,11500I U &&-= 从以上三式中消去1U &和1I &,得3253022=IU &&,因此Ω=32530L Z 4.求图16—11所示二端口网络的T 参数。
解:图16—11所示的二端口网络可视为三个子二端口网络级连而成。
设左、中、右三个子二端口网络的传输参数矩阵分别为T 1 ,T 2 ,T 3 则T 1 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=010g g , T 2 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=n n 100, T 3 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=1101R而 T = T 1 T 2 T 3 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=010g g ⎥⎦⎤⎢⎣⎡n n 100⎥⎦⎤⎢⎣⎡1101R ⎥⎦⎤⎢⎣⎡=0)(1)(1ng ng ngR 5.电路如图16—12所示,试求用H 参数表示的双端接二端口电压转移函数sU U&&2。
解:由H 参数方程及端口外电路的伏安关系 ⎪⎩⎪⎨⎧-=+=-=+=z s s RU U H I H I I Z U U H I H U 2222121212121111&&&&&&&&&从上两式中消去1I &得 s s zU U H Z H R H H &&=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛+-211222112)(11 ∴ )(111222112212H Z H R H H H U Us z s+⎪⎭⎫⎝⎛+-=&&。