当前位置：文档之家 › 15.《二端口网络》

15.《二端口网络》

  • 格式：pptx
  • 大小：1.48 MB
  • 文档页数：34

下载文档原格式

  / 34

合集下载

第15章二端口网络

第15章二端口网络

解一
•
I1
Yb
+
•
•
U1Biblioteka Ya g U 1•
I1
+
•
U1
Yb
•
Ya g U 1
•
I2
+
•
U2
•
I2
•
Y11UI 11 U20 Ya Yb
U 2 0 Y21U I 21 U20 Ybg
•
I1
•
U1 0
Yb
•
Ya g U 1
•
I2
+
•
U2
Y12UI 12 U10 Yb
Y22
I2 U2
U10
Yb
解二
2. 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 此电路为二端口网络。
+
i1
u1 –
i1
线性RLCM 受控源
i2
+
u2 – i2
3. 二端口网络与四端网络
i1
i2
i1
i2
i1
i2
二端口
i1
i2
具有公共端的二端口
i2 i1
i3 i4
四端网络
例
1 +
i1
i 3
R
4 i2
u1
i1
Yb Yb Yc
若 Ya=Yc
•
I1
+
•
U1
Yb
Ya
Yc
•
I2
+
•
U2
有 Y12=Y21 ，又Y11=Y22 （电气对称），称为对称二端口。
对称二端口只有两个参数是独立的。

二端口网络课件

二端口网络课件

2. Y 参数表达旳等效电路(宜选用形等效电路）
I1
I2
Y11 Y21
Y12 Y22
U1 U 2
••
II11
++
••
UU11
－－YY1122 YY111＋＋YY1122
I2
••
II22
YY222++YY1122
++
••
UU22
(Y21 Y12 )U1
假如网络是互易旳，上图变为型等效电路。
串联后复合二端口Z 参数矩阵等于原二端口Z 参数矩 阵相加。可推广到 n 端口串联。
16-6 回转器和负阻抗转换器
1. 回转器
回转器是一种线性非互易旳多端元件，能够用晶体管电路
或运算放大器来实现。理想回转器是不储能、不耗能旳无源
线性两端口元件。
i1 理想回转器旳基本特征 +
uu12
ri2 ri1
第16章 二端口网络
工程实际中，研究信号及能量旳传播和信号变换时，经 常遇到如下两端口电路。
n:1 R
C
C
变压器
传播线
滤波器
（1）线性一端口网络旳外部性能用戴维南或诺顿等效电路替 代去分析；
（2）线性二端口网络旳端口处旳i, u 间旳关系可经过某些只 取决于构成二端口本身旳元件及连接方式旳参数表达。
us
u2
uc
N
4(t) V
uc
运算电路模型： I1(s)
12 V
s
N
uc (t ) 4 3e0.231t V (t 0)
I2(s)
1s U2(s) 1s V
12 s 3U2 (s) 13I2 (s)

二端口网络

二端口网络

Z21

U 2 I1
I2 0为22’端开路，其电压与11’端口电流的比值，
称为22’端口与11’端口间的转移阻抗。
上述参数决定于网络内部元件及其连接方式，它们都是在一
个端口开路的情况下计算或测试得到，也称其为开路阻抗参数
(open-circuit impedance parameters)
Z参数方程的矩阵形式：UU 12
电流则可看作其响应。叠加定理得：
I1 Y11U1 Y12U 2

U 1
N
U 2
I2 Y21U1 Y22U 2


1'
2'
Y11

I1 U 1
U 2 0
为22’端短路，11’端口的电流与电压的比值，
称为输入导纳或驱动点导纳(driving po int admit tan ce)
Z22

U 2 I2
I1 0
为11’端开路，22’端口的电压一与、电Z流参数的方比值程，
称为22’端口的驱动点阻抗;
Z12

U 1 I2
I1 0 为11’端 开 路 ， 其 电 压 与22’端 口 电 流 的 比 值 ，
称为11’端口与22’端口间的转移阻抗(transfer impedance);
2'
T

A C
DB称为传输参数矩阵（transmission
par二am、etTer参s 数m方atr程ix）
各参数的定义：
A

U 1 U 2
I2 0,
B


U 1 I2
U 2 0,
C

I1 U 2
I2 0,

二端口网络

二端口网络

第12章二端口网络 (353)学习要点 (353)12.1 二端网络与多端网络 (353)12.2 二端口网络的方程和参数 (354)12.2.1 二端口网络的Y 参数及其方程 (354)12.2.2 二端口网络的Z 参数及其方程 (356)12.2.3 二端口网络的T 参数及其方程 (358)12.2.4 二端口网络的H 参数矩阵及其方程 (359)12.2.5 二端口网络参数之间的关系 (360)12.3 具有端接的二端口网络 (361)12.3.1 输入阻抗 (361)12.3.2 特性阻抗 (362)12.4 二端口网络的等效电路 (364)12.5 二端口网络的联接 (366)12.5.1 两个二端口的级联 (366)12.5.2 两个二端口的并联 (367)12.5.3 二端口的串联 (367)12.6 回转器和负阻抗变换器 (368)12.6.1 回转器 (368)12.6.2 负阻抗变换器 (369)习题十二 (370)第 12 章二端口网络学习要点(1)一端口、二端口、多端口元件的概念。

(2)二端口的方程及参数：掌握各参数方程形式，参数的含义及求法。

(3)二端口转移函数及求法。

(4)特性阻抗的定义及求法。

(5)二端口等效电路的概念及等效电路的结构及参数。

(6)二端口级联、串联及并联的条件与等效参数的求法。

(7)回转器、负阻抗变换器的定义及特性。

随着集成电路的发展，电子电路器件的内部越来越复杂，器件的外部则相对简单。

从实际应用的角度考虑，掌握器件的外部特性更为重要，为此本章分析的着眼点将放在网络整体的外部特性上。

二端口网络是一种基本的多端网络，是更复杂的多端网络的分析基础。

二端口网络是本章分析的主要对象，具体内容有二端口网络的参数及特性、参数方程、二端口网络的联接等。

最后讨论两种特殊的二端口网络——回转器和负阻抗变换器。

12.1二端网络与多端网络一个电网络，如果引出的联接端子数大于二，则称该网络为多端网络，如三相供电网络等。

二端口网络

二端口网络

二端口网络二端口网络是指由两个终端设备所构成的网络系统。

它是一种基于计算机网络技术的网络结构，可以实现设备间的数据传输与通信。

二端口网络常见于家庭或小型企业的局域网（LAN）环境中，用于连接电脑、打印机、路由器、交换机以及其他网络设备。

二端口网络扮演着传输信息的“管道”角色，它为设备间的信息交换提供了可靠的通道。

二端口网络的特点之一是它结构简单、易于构建。

二端口网络通常包括一个网络连接线（如网线或无线信号传输）、两个设备端口和一系列网络服务协议。

这些协议负责设备间信息交换的数据格式和协议规则。

二端口网络的结构简单明了，易操作，对于初学计算机网络的用户来说十分友好。

二端口网络的工作原理是基于分组交换技术。

在数据传输中，发送端将数据传输成一组组数据包（packet），每个数据包都有包头和数据体部分。

包头包含了目标设备的地址信息和其他控制信息；数据体则是实际要传输的数据。

数据包在传输过程中经过多个中继器（如路由器和交换机），每个中继器将数据包解析后转发至下一站，直至传输到目标设备。

在传输过程中，中继器需要参照网络服务协议解析数据包，将数据包放置在正确的端口。

通过这种方式，二端口网络实现了设备间信息的传输与通信。

二端口网络的优点是显而易见的。

首先，它支持松耦合的系统设计。

二端口网络结构简单，设备之间相对独立，可以同时支持多个设备与主机的连接。

其次，二端口网络可以在不同的操作系统平台之间实现联通。

不同设备之间可以使用标准的网络协议通信，从而实现数据传输。

此外，二端口网络还可以实现设备远程控制的功能，对于设备管理和监控来说非常有帮助。

在使用二端口网络的同时，也需要注意一些问题。

首先，网络的带宽和容量限制是不可忽视的。

网络带宽和容量可能会出现瓶颈，影响网络的传输效果。

相比于现代的多端口交换机，二端口网络的传输能力不及多端口交换机，因此在实际应用中需要注意搭建并优化网络结构。

其次，二端口网络传输的数据安全性较低，仅使用协议规则验证。

二端口网络

二端口网络

第十六章 二端口网络重点：1． 二端口网络的有关基本概念 2． 熟练计算二端口网络的四种参数矩阵3． 掌握分析网络参数已知的二端口网络组成的复杂电路的分析方法16.1 概述16.1.1 N 端网络与N 端口网络前面的电路分析与计算中，我们常常是研究一个具体的电路在一定电路结构与电路参数的情况下所产生的响应。

如果一个网络N 有2n 个端子向外接出（在大多数情况下，我们又并不关心电路的内部结构及内部各个支路的情况，而只讨论外电路的状态与变化，当这2n 个端子成对出现，即端口处的输入电流等于输出电流时，该网络可以视为一个n 端口网络，特别的，当网络只有四个端子引出时，我们称其为二端口网络。

（注意二端口网络与四端网络的区别与联系）sL U s I s I 212)()(=-=其实我们前面介绍一般的电路的分析，也可以用网络分析的思路来理解，即分析电路内某一条支路的情况时，可以将该支路划出原电路，而原电路的其他部分可以用戴维南或诺顿等效电路来代替，从而的出结果。

这就将原电路除了待求支路外的其他电路部分组成一个一端口网络，经过戴维南等效，该一端口网络的电量关系就可以表征成为一种简单的端口电压与端口电流的伏安关系，从而研究在此伏安关系下外电路的情况。

在本书中，我们仅仅研究由线性电阻、电容、电感（包括互感）元件所组成的线性非时变无源网络，其中的“无源”是指无独立电压、电流源，动态元件初始状态为零的情况。

另外，本章中我们均采用拉氏变换法来研究二端口网络。

（实际上，如果激励为正弦量即可用相量法分析，方法完全相同）16.1.2 研究的问题对于二端口网络N ，我们需要研究怎样通过定义及电路的计算方法求其各种参数矩阵，另外还需要研究复杂网络中的二端口网络的参数矩阵对复杂网络分析的作用，从而通过模块化的思想将复杂网络等效成为简单的单口网络及二端口网络的组合，分别计算其参数或参数矩阵，得出电路的解。

16.1.3 研究的对象特性在本课程中，对所研究的二端口网络加以下面的限制。

二端口网络

二端口网络
在计算机网络中，二端口网络是指由两个端口组成的网络连接系统。

这种网络
拓扑结构通常用于简单的局域网或个人网络中。

每个端口代表一个连接点，可以是物理端口或逻辑端口，用于连接设备或网络节点。

二端口网络通常用于小型网络，涉及少量设备之间的通信。

二端口网络的优点
1.简单性：由于只有两个端口，二端口网络的配置和管理相对简单，
不需要复杂的路由配置或协调。

2.高效性：通过直接连接两个设备，二端口网络在数据传输方面通常
比较高效，减少了中间节点的延迟。

3.安全性：相对于复杂的网络拓扑结构，二端口网络的安全性更高，
减少了外部攻击的可能性。

二端口网络的应用
1.个人网络：在家庭或小型办公室环境中，二端口网络常常用于连接
个人计算机、打印机或其他设备，实现简单的数据共享和通信。

2.嵌入式系统：一些嵌入式系统或物联网设备采用二端口网络，用于
设备之间的数据传输和控制。

3.虚拟网络：在虚拟化环境中，二端口网络可以用于连接虚拟机与物
理主机之间，提供基本的通信支持。

二端口网络的发展趋势
随着物联网和边缘计算的发展，二端口网络在一些特定领域仍将发挥重要作用。

同时，随着网络技术的不断进步，二端口网络也可能发展出更多应用场景和改进方面，以适应不断变化的需求。

结语
二端口网络作为一种简单而有效的网络连接系统，在特定的场景下具有独特的
优势，对于一些小型或特定需求的网络环境具有一定的适用性。

同时，二端口网络在简化配置、提高效率和增强安全性方面也有着明显的优势，可以作为一种常见的网络拓扑结构之一。

二端口网络分析


0.2
S
S
Y22
I2 U 2
U1 0 0.2S
Y12
I1 U 2
U2 0 0.0667S
2. Z 参数和方程
（1）Z 参数方程
•
I1
+
•
U1
•
I2
+
N
•
U2
将两个端口各施加一电流源，则端口电压可视为这 些电流源旳叠加作用产生。
即：U U
1 2
Z11 I1 Z21 I1
Z12 I2 Z22 I2
第15章 二端口网络分析
要点
1. 二端口旳参数和方程 2. 二端口旳等效电路 3. 二端口旳联接 4. 二端口网络旳特征阻抗 5. 二端口旳转移函数
15.1 二端口概述
在工程实际中，研究信号及能量旳传播和信号变 换时，经常遇到如下形式旳电路。
A
放大器
R
C
C
滤波器
三极管 n:1
传播线
变压器
1. 端口 (port)
对称二端口是指两个端口电气特征上对称。构造不 对称旳二端口，其电气特征可能是对称旳，这么旳二端 口也是对称二端口。
例
求Y 参数。
•
I1
解
+
U 0 •
•
1
U1
3 3
6 15
为互易对称 二端口
•
I2
+
••
U 2U 2 0
Y11
Y21
UIUI1121
U
2 0 U 2
0
3
1 // 6 3
0.0667
+
+
•
U1
N

二端口网络


Y 参数 Y12 Y21
Z 参数 Z12 Z21
H参数 h12 h21
T 参数 ABCD 1
对称二端口网络
如果将互易二端口网络的 11 端口与 2 2端口互相交
换（即
•
U1
与
•
U2
互换，I•1
与
•
I2
互换），而两端口电压、电流
关系仍能保持不变，这种互易二端口网络称为对称二端口
网络。 对于对称二端口网络，除了满足互易二端口网络的参数
1 I1
+
I 2
2
+
U1
N
U 2
-
-
1
2
参数Y11、Y12、Y21、Y22都具有 导纳的量纲，上面的方程称为二端 口网络的Y参数方程。
•
•
•
I1 Y11 U1 Y12 U 2
•
•
•
I2 Y21 U1 Y22 U 2
Y方程是一组以二端口网络的电压
•
U1
和
•
U 2 表征电流
İ1和İ2的方程
。二端口网络以电压
网络方程:
描述网络输入、输出端口电压、电流关系的方程。
1
I 1
为了便于讨论，以正弦电
+
Z
S
流电路中的二端口网络为例 +
进行分析。
U
-S
U1
-
N
1
•
•
•
•
针对未知量 U1 、I1 、U 2 、I 2 需要四个方程求解
其中两个方程由信号源端和负载端决定：
I 2
2
+
U
Z
2
-

二端口网络精彩分析课件

,
汇报人：
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
定义：二端口网络是一种线性 网络，其输入和输出端口之间 存在线性关系
二端口网络：由两个端口组成 的网络，可以描述为两个端口 之间的相互关系
分类：二端口网络可以分为无 源二端口网络和有源二端口网
络
无源二端口网络：由电阻、电 容、电感等无源元件组成的二
端口网络
有源二端口网络：由晶体管、 集成电路等有源元件组成的二
端口网络
阻抗：描述二端口网络内部电阻和电容 的阻抗特性
导纳：描述二端口网络内部电导和电纳 的导纳特性
传输参数：描述二端口网络内部信号传 输的特性
反射系数：描述二端口网络内部信号反 射的特性
输入阻抗：描述二端口网络内部信号输 入端的阻抗特性
PART SIX
网络函数：描 述二端口网络 频率特性的数
学表达式
频率响应：二 端口网络在不 同频率下的应的图形
工具
阻抗匹配：二 端口网络在不 同频率下的阻
抗特性
频率响应法：通过 测量网络在不同频 率下的响应，得到 频率特性曲线
阻抗法：通过测量 网络在不同频率下 的阻抗，得到频率 特性曲线
信号传输中的能量守恒：信号在传输过程中，能量不会增加或减少，只会在传输 过程中进行转换
信号传输中的能量转换：信号在传输过程中，电能可以转换为磁能，磁能可以转 换为电能
能量守恒在信号传输中的应用：在信号传输过程中，可以通过能量守恒定律来优 化信号传输效率，提高信号传输质量。
功率匹配：在信号传输过程中，输入功率与输出功率相等 功率不匹配：输入功率与输出功率不等，可能导致信号失真或能量损失 功率匹配条件：输入阻抗等于输出阻抗 功率匹配方法：调整输入阻抗或输出阻抗，使两者相等
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

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。
Y22
I2 U2
U1 0

出口的驱动点导纳
对于线性无源网络（指即不包含独 Y11 Y21 ， 立电源，也不包含受控源）， 只有三个独立参数，又称互易双口； 当 Y11 Y22时，称为对称双口，只有 两个独立参数。
Page
15
15.2 二端口网络的方程及参数
Z参数方程
用I 1 ， I 2 表示 U 1 ， U2




1
I 1
U
1
I 2
参数方程：
U 1 Z 11 I 1 Z 12 I 2 U 2 Z 21 I 1 Z 22 I 2
N
U

( Z 21 Z12 ) I 1 U 2
I 2
( a)
( b)
Page
25
程是：
I 1 Y11 U 1 Y12 U 2 I 2 Y21 U 1 Y22 U 2
4
4 I 2
U 2

解: 应用回路电流法，则有:
U 1 (2 4)I 1 4I 2 4I 2 6I 1 8I 2 U 2 4I 1 (4 4)I 2 4I 1 8I 2
6 8
I 1
I 2
故其Z参数矩阵为： Z 4 8
Page
18
15.2 二端口网络的方程及参数
A
U1 U2
I 2 0


入口对出口的电压比值
1
I 1
U
1
I 2
当 2 2 开路
‘
N
U
2
2
C
I1 U2
U1

入口对出口的转移导纳
I 2 0

1

2
B
当 2 2 短路
根据方程组可以画出含有两个受控源的等效电路，如图（a）所示， 也可画成含有两个受控源的等效电路，如图（b）所示。
I 1 I 2

Z11
Z 22


I 1
Z11 Z12
Z12
Z 22 Z12
U 1Z I 12 2
U 2 Z 21 I 1
U 1
解:
U T11 1 U2 I T21 1 U2
I 2 0
1 2 1.5 2 0.5 S
T12 T22
U1 I2 I1 I2
U 2 0

I1[1 (2 // 2)] 4Ω 0.5 I1 I1 2 0.5 I1
Page 20
I 2 0
U 2 0
15.2 二端口网络的方程及参数
15.3 二端口网络的等效电路
15.3 二端口网络的等效电路
二端口网络的等效电路
如果二端口网络是线性且含有受控源的，由于 这种网络一般来说是不可逆的，它有四个独立参数， 因而它的等效电路不可能仅由R、L、C元件所组成 的网络来表示，因此它必然是不可逆的。
下面给出的用Z参数和Y参数表示的含有受控源
的二端口网络的等效电路。
用U 1 ， U 2 表示 I 1 ， I2 参数方程：
I 1 Y11 U 1 Y12 U 2 I 2 Y21 U 1 Y22 U 2




1
I 1
U
1
I 2
N
U
2
2
1

2
Page
12
15.2 二端口网络的方程及参数
21
15.2 二端口网络的方程及参数
当 2 2 短路
‘
H 11
U1 I1
U 2 0


1
I 1
U
1
I 2
入口驱动点阻抗
N
对于互易双 口，H12 H 21 ，只 有三个独立参数；
U
2
2
H 21
I2 I1
U 2 0


出口对入口的电流比
或
I 1 Y11 U 1 Y12 U 2 I 2 Y12 U 1 Y22 U 2 Y21 Y12 U 1
如图(a)是含有两个受控源的等效电路，(b)是含有单个受控源的等效 电路。

I 1
I 2
U 1

Y12U 2
U1

I1
4 4 2 0.2U 1
I2

4 U 2

解: 应用结点电压法，则有：
I1 (
I2
1 1 1 ) U 1 U 2 0.5U 1 0.25U 2 4 4 4 1 1 1 0.2U 1 U 1 ( ) U 0.45U 1 0.5U 2 4 4 4 2
17
15.2 二端口网络的方程及参数
A参数
T参数方程
U 2 表示 I 1 ， U1 用I 2 ，




1
I 1
U
1
I 2
参数方程：
U 1 AU 2 B I 2 I1 C U 2 D I 2
N
U
2
2
1

2
T参数也称传输参数
Y11
I1 U1
U 2 0


1
I 1
U
1
I 2
入口的驱动点导纳
N
U
2
2
1

2
Y21
I2 U1
U 2 0

出口与入口之间的转移 导纳
Y12
I1 U2
U1 0


入口与出口之间的转移 导纳
2
2
1

2
Page
16
15.2 二端口网络的方程及参数
Z 11
U1 I1
I 2 0


1
I 1
U
1
I 2
入口驱动点阻抗
N
U
2
2
Z 21
U2 I1
I 2 0


1

2
出口对入口的转移阻抗
Z 12
U1 I2
I1 0
Y11
Y21U 1


I 1
Y12
I 2

Y22
U 2

U 1

Y11 Y12 Y22 Y12 (Y Y )U 21 12 1
U 2

( a)
( b)
Page
26
15.3 二端口网络的等效电路
例: 求下图所示二端口网络的Y参数矩阵。
解题指导：短路导纳参数方程与结 点电压方程相似，因此用结点电压 法可求出简单电路的Y参数矩阵。


入口对出口的转移阻抗
由于由于Z参数是把入口、 出口分别开路时得到的， 所以又称为开路参数。
对于互易双口， Z12 Z 21 ， 只有三个独立参数； 对于对称双口，Z11 Z12 ， 只有两个独立参数。
Z 22
U2 I2
I1 0


出口驱动点阻抗
Page
Page
28
15.3 二端口网络的等效电路
例: 求下图所示二端口网络的Z参数矩阵，其中 r 1 。 解: 应用Z参数方程为：
Z I U 1 11 1 Z 12 I 2 U 2 Z 21 I 1 Z 22 I 2 U 2 ( j 2) Z 11 1 j1 1 j 2 I 2 0 2 j 2 I 1 U Z 21 2 1 r j1 j1 I 2 0 I
Page
14
15.3 二端口网络的等效电路
例: 求 Y11，Y22 。
解:
Z11 2 (5 // 10)
16 3 16 3
1 3 Y11 s Z11 16
Y22 1 Z 2 2 3 s 16
Z 2 2 10 //[10 (5 // 2)]
' i1 i1 i i1
i i2 i i2
' 2
端口条件破坏
Page
7
15.1 二端口网络的概念
1、二端口网络的分析方法易于推广到N端口网络。 2、大网络可以分割成许多小的子网络（二端口）进行分析。 3、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。
Page
8
第十五章 二端口网络
+ u1 -
i1
i2
+ u2 u1 u2
端口物理量4个 描述二端口网络。
i1
i2
端口电压电流有六种不同的方程来表示，即可用六套参数
由于每组方程有两个独立方程式，每个方程有两个自变量，
因而二端口网络的每种参数有4个独立的参数，即Y、Z、T、H参
数。
Page 11
15.2 二端口网络的方程及参数
Y参数方程
电路基础
第十五章 二端口网络
第十五章 二端口网络
了解二端口网络的相关概念、网络方程和参数；理解二端口 网络的等效电路以及在不同连接方式时的分析方法；学会分析 特殊的二端口网络的方法。
二端口的方程和从参数的求解。