二端口网络习题
Chapter 16 二端口网络
习题精选
一、填空题
1. 如果一对端子，在所有时刻都满足 这一条件，则可称为一端口网络。
2. 对任何一个无源线性二端口，只要 个独立的参数就足以表征它的外特性。
3. 二端口的对称有两种形式： 和 ，对于对称二端口的Y 参数，只有 个是独立的。
4. 有两个线性无源二端口1P 和2P , 它们的传输参数矩阵分别为1T 和2T ，它们按级联方式连接后的新二端口的传输矩阵T = 。
5. 两个线性无源二端口1P 和2P ，它们的导纳参数矩阵分别为1Y 和2Y ，它们的阻抗参数矩阵分别为1Z 和2Z 。
当1P 和2P 并联连接后的新二端口的导纳矩阵Y , 则Y = ； 当1P 和2P 串联连接后的新二端口的阻抗矩阵Z , 则Z = 。
6. 对于内部无独立源和附加电源的线性无源二端口，其转移函数（或称传递函数）就是用 表示的输出电压或电流与输入电压或电流之比。
7. 对于所有时间t ，通过回转器的两个端口的功率之和等于 。 8. 回转器具有把一个端口上的 “回转”为另一端口上的 或相反过程的性质。正是这一性质，使回转器具有把电容回转为一个 的功能。
9. 负阻抗变换器具有 的功能，从而为电路设计 实现提供了可能性。
10. 在一个回转系数为r =20Ω的回转器的负载端，接以10Ω的电阻，则回转器的输入端等效电阻 。
11. 有些端口网络不可能用短路参数矩阵Y 表示，试举一例： 。 12. 有些端口网络不可能用开路参数矩阵Z 表示，试举一例： 。
二、选择题
1. 回转器如图16-1所示，回转常数为r ，则回转器的Z 参数矩阵为（ ）。
A . ??????-00r r
B .??????-r r 00
C .??????-00r r
D .?
?
?
???-r r 00
2. 如图16-2所示电路，回转器的回转常数为r ，则从端口1-1’看进去的输入阻抗
in Z =( )。
A . sC r 2
B . s
C r 2- C . sC r /2
D . 2/r sC
3. 有一电流反向型负阻抗变换器（NIC ）如图16-3所示，已知1I (s)=2kI (s),在端口2-2’接阻抗2Z ,则从1-1’看进去的输入阻抗1Z =( ).
A .
k Z 2 B . k
Z
2- C . 2kZ D . 2kZ -
4.电路如图16-4所示，此二端口的导纳矩阵为（ ）。
A .??
????????Z Z Z Z
1111 B .?
?
????????----
Z Z Z Z
1111
C .?
?
????????--
Z Z Z Z
1111
D .????
?
?????--
Z Z
Z Z
1111
5. 如图16-5所示二端口的阻抗矩阵为（ ）。
A .??????Z Z 00
B .??????Z Z Z Z
C .??
????00
Z Z D .???
???0000
6. 如图16-6所示理想变压器，已知
2
1
N N =n ,其传输参数矩阵为（ ）。 A . ???
?
????-n n 100 B . ??
??????n n 001
C . ??
?
????
?-n n 001 D . ???
?
????n n
100
7. 图16-7所示二端口的传输参数矩阵为（ ）。
A .??????-1001
B .??????1001
C .??????-1001
D .??
?
???--1001
8. 图16-8所示二端口的传输参数矩阵为（ ）。
A .??????-1001
B .??????1001
C .??????--1001
D .??
????-1001
9. 图16-9所示二端口网络的传输参数矩阵为（ ）。
A .??????101L j ω
B .???
???--101L j ω C .??????--101L j ω D .??
?
???-101
L j ω
10. 图16-10所示二端口网络的传输矩阵为（ ）。
A .?
?
????-101
C j ω B .??????-101C j ω C .??????101C j ω
D .??????101C j ω
11. 电路如图16-11所示，已知二端口网络1P 和2P 的T 参数矩阵分别为
??????
??
=10111C j T ω、???
?
????=11012R
T ，则由1P 和2P 构成的新二端口网络的T 参数矩阵为（ ）。 A .??
??????????
2112R C j ω B .??
???????
??
?
+
11111R C j RC
j ωω C .
??????1001 D .??
???
?
??????
--
01
10R
C j ω
12. 如图16-12所示二端口网络的导纳参数矩阵为（ ）。
A .??
?
???????--4341414
1
B .??
????????4341434
1 C .?
?
?
???????---4341434
1
D .????
?
?????--4341434
1
13. 图16-13所示二端口网络的H 参数矩阵中，) (21=H 。
A ．32 B.32- C.2
3- D.23
14. 图16-14所示二端口网络的Y 参数中，=11Y （ ）。
A.8s
B.3s
C.5s
D.2s
15. 图16-15所示二端口网络的Z 参数中，=22Z （ ）。
A ．32R R + B.32R R - C.23R R - D.23R R --
16. 图16-16所示二端口网络的Z 参数中，=11Z （ ）。
A ．L jX R + B.C jX - C.)(C L X X j R -+ D.)(C L X X j R --
三、计算题
1. 求图16-17所示二端口网络的Z 参数。
2. 求图16-18所示二端口网络的Z 参数和T 参数，已知：.6,44321Ω==Ω==R R R R
3. 求图16-19所示二端口网络的Y 参数矩阵。
4. 在图16-20所示电路中，已知理想变压器的变比为n ，求图示二端口网络的传输参数矩阵H 。
5. 求图16-21所示二端口网络，已知S g R R R 1,6,3,4321=Ω=Ω=Ω=。求混合参数矩阵H 。
6. 求图16-22所示二端口网络的Z 参数矩阵。
7. 在图16-23所示电路中，虚框内为一直流二端口网络。
a) 求虚线框内直流二端口网络的Z 参数矩阵。
b) 若在'11-端口加电压211, 15'22 ,100
I I R V U L 时，求接电阻Ω=-=。
8. 图16-24所示二端口网络的传输参数矩阵为???
???=6.15.065.2T 。求： （1）L R 为何值时可吸收最大功率？
（2）若V U S 9=，求L R 所吸收的最大功率max p 以及此时网络N 吸收的功率N P 。
9. 现有一回转器如图16-25所示，回转电阻为 r ，在其端口2-2，处接上RC 并联电路后，求从端口1-1，处看进去的串联等效电路中的２个元件参数之值。
10. 已知二端口网络N 的Y 参数矩阵?
?????-=0110Y ，网络N 的端口电压、电流参考方向如图16-26所示，其中F C C 121==，试求此时的转移函数S
U U
j H 2)(=ω。
二端口网络参数的仿真测定
《电路原理》 实 验 报 告 一、实验名称 二端口网络参数的仿真测定 二、实验目的 1. 掌握二端口网络参数的定义。 2. 测量无源线性二端口电路的等效参数。 三、实验原理 二端口网络的Z 参数矩阵，属于阻抗性质。 0 1 1 11 2==I I U Z ，0 21 12 1 ==I I U Z ，0 1 2 21 2==I I U Z ，0 2 2 22 1==I I U Z 01111 2 ==U U I Y ，01221 2 ==U U I Y ，021 12 1 ==U U I Y ，02222 1 ==U U I Y )(21 2 =-=I U U A ，021 2 =-=U I U B ，0 )(21 2 =-= I U I C ，021 2 =-= U I I D 四、实验设备 1．计算机一台 2．Multisim 仿真软件一套 五、实验内容与步骤 1.二端口电路如下图所示，R 1=150Ω，R 2=51Ω，R 3=75Ω。所需电源电压为10V 。测量二端口电路1（下图所示）的电压和电流值，并填入下表中。
R 1 R 计算此二端口网络的Z 、Y 、H 、T 参数。 2.对如下图所示的RLC 二端口网络测定在频率50Hz 时的诸参数。 Multisim 环境下测量二端口网络在某个频率下的参数，需连接上网络分析仪（Network Analyzer ），并对其面板上的频率设定在50Hz 即可进行测试。 网络分析仪如下图所示：
六、实验结果与分析 （一） Z 11=227.273Ω Z 12=75.342Ω Z 21=75.75Ω Z 22=126.582Ω Y 11=0.0055 Y 12=0.0033 Y 21=0.0033 Y 22=0.0099 A=3 B=303 C=0.0132 D=1.67 H 11=181.818 H 12`=0.5952 H 21=0.600 H 22=0.0079 规律： 互易二端口满足： 对称二端口满足： （二） 如图 2112Z Z =21 12Z Z =22 11Z Z =
二端口网络介绍
项目五二端口网络 基本要求 1. 掌握二端口网络的概念; 2. 熟悉二端口网络的方程（Z、Y、H、T）及参数; 3. 理解二端口网络等效的概念和计算方法; 4. 理解二端口网络的输入电阻、输出电阻和特性阻抗的定义 重点 ●二端口网络及其方程 ●二端口网络的Z、Y、T(A)、H参数矩阵以及参数之间的相互关系 ●二端口网络的连接方式以及等效 难点 二端口网络的T形和 形等效电路分析计算 任务1 二端口网络方程和参数 1..二端口网络 一个网络，如果有n个端子可以与外电路连接，则称为n端网络，如图5.1(a)所示。 如果有n对端可以与外电路连接，且满足端口条件，则称为n端口网络，如图5.1(b)所示。 仅有一个端口的网络称为一端口网络或单端口网络，如图5.1(c)所示。 只有两个端口的网络称为二端口网络或双端口网络，如图5.1(d)所示。
图5.1 端口网络框图 2.二端口网络Z 方程和Z 参数 1)Z 方程 图5.2 线性二端口网络 图5.3 线性二端口网络 二端口的Z 参数方程是一组以二端口网络的电流1I &和2I &表征电压1U &和2 U &的方程。二端口网络以电流1 I &和2 I &作为独立变量，电压1U &和2 U &作为待求量，根据置换定理，二端口网络端口的外部电路总是可以用电流源替代，如图5.2和图5.3 11111222211222U Z I Z I U Z I Z I ?=+??=+?? &&&&&& 2)Z 参数 Z 参数具有阻抗的性质，是与网络内部结构和参数有关而与外部电路无关的一组参数 11Z 为输出端口开路时，输入端口的入端阻抗； 22Z 为输入端口开路时，输出端口的入端阻抗； 12Z 为输入端口开路时，输入端口电压与输出端口电流构成的转移阻抗； 21Z 为输出端口开路时，输出电压与输入电流构成的转移阻抗。
习题解答第16章(二端口网络)
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 ． ???+=+=22212122 121111I H U H U I H U H I c ．???+=+=22222112122111U H I H U U H I H I d ． ???+=+=2 2212112 121112I 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 ．?? ????--+j1j4j4j43 3．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 BC d ．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 =2 1 ； b ． n u u =21，n i i 121-=； c ． n u u 121-=，n i i =2 1； d ． n u u =21，n i i 121=； 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 。
二端口网络的研究实验报告定稿版
二端口网络的研究实验 报告 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
《电路原理 》 实 验 报 告 实验时间：2012/5/22 一、实验名称 二端口网络的研究 二、实验目的 1．学习测定无源线性二端口网络的参数。 2．了解二端口网络特性及等值电路。 三、实验原理 1．对于无源线性二端口（图6-1）可以用网络参数来表征它的特征，这些参数只决定于二端口网络内部的元件和结构，而与输入（激励）无关。网络参数确定后，两个端口处的电压、电流关系即网络的特征方程就唯一的确定了。 输入端输出端 1′ 2′ 图6-1 2． 若将二端口网络的输出电压2U 和电流－2I 作为自变量，输入端电压1U 和电流1I 作因变量，则有方程 式中11A 、12A 、21A 、22A 称为传输参数，分别表示为
是输出端开路时两个电压的比值，是一个无量纲 的量。 是输出端开路时开路转移导纳。 是输出端短路时短路转移阻抗。 是输出端短路时两个电流的比值，是一个无量纲的量。 可见，A 参数可以用实验的方法求得。当二端口网络为互易网络时，有 因此，四个参数中只有三个是独立的。如果是对称的二端口网络，则有 3．无源二端口网络的外特性可以用三个阻抗（或导纳）元件组成的T 型或π型等效 电路来代替，其T 型等效电路如图6-2所示。若已知网络的A 参数，则阻抗1r 、2r 、 分 别为： 图6-2 因此，求出二端口网络的A 参数之后，网络的T 型（或π）等效电路的参数也就可以求得。 4．由二端口网络的基本方程可以看出，如果在输出端1-1′接电源，而输出端2-2′处于开路和短路两种状态时，分别测出10U 、20U 、10I 、1S U 、1S I 、2S I ，则就可以得出上述四个参数。但这种方法实验测试时需要在网络两端，即输入端和输出端同时进行测量电压和电流，这在某种实际情况下是不方便的。 在一般情况下，我们常用在二端口网络的输入端及输出端分别进行测量的方法来测定这四个参数，把二端口网络的1-1′端接电源，在2-2′端开路与短路的情况下，分别得到开路阻抗和短路阻抗。 再将电源接至2-2′端，在1-1′端开路和短路的情况下，又可得到： 02 =I 11A 02 =I 21 A 02 =U 02 =U 22 A 3r
实验 二端口网络测试
实验二端口网络测试 一、实验目的 1. 加深理解二端口网络的基本理论。 2. 掌握直流二端口网络传输参数的测量技术。 二、原理说明 对于任何一个线性网络，我们所关心的往往只是输入端口和输出端口的电压和电流之间的相互关系，并通过实验测定方法求取一个极其简单的等值二端口电路来替代原网络，此即为“黑盒理论”的基本内容。 1. 一个二端口网络两端口的电压和电流四个变量之间的关系，可以用多种形式的参数方程来表示。本实验采用输出口的电压U2和电流I2作为自变量，以输入口的电压U1和电流I1作为应变量，所得的方程称为二端口网络的传输方程，如图1-14-1所示的无源线性二端口网络（又称为四端网络）的传输方程为：U1＝AU2＋BI2；I1＝CU2＋DI2。 式中的A、B、C、D为二端口网络的传输参数，其值完全决定于网络的拓扑结构及各支路元件的参数值。这四个参数表征了该二端口网络的基本特性，它们的含义是： U1O A＝──（令I2＝0，即输出口开路时） U2O U1s Array B＝──（令U2＝0，即输出口短路时） I2s I1O C＝──（令I2＝0，即输出口开路时） U2O I1s D＝──（令U2＝0，即输出口短路时）图1-14-1 I2s 由上可知，只要在网络的输入口加上电压，在两个端口同时测量其电压和电流，即可求出A、B、C、D四个参数，此即为双端口同时测量法。 2. 若要测量一条远距离输电线构成的二端口网络，采用同时测量法就很不方便。这时可采用分别测量法，即先在输入口加电压，而将输出口开路和短路，在输入口测量电压和电流，由传输方程可得： U1O A R1O＝──＝──（令I2＝0，即输出口开路时） I1O C U1s B R1s＝──＝──（令U2＝0，即输出口短路时） I1s D 然后在输出口加电压，而将输入口开路和短路，测量输出口的电压和电流。此时可得U2O D R2O＝──＝──（令I1＝0，即输入口开路时） I2O C U2s B R2s＝──＝──（令U1＝0，即输入口短路时） I2s A R1O，R1s，R2O，R2s分别表示一个端口开路和短路时另一端口的等效输入电阻，这四个参 数中只有三个是独立的（∵AD－BC＝1）。至此，可求出四个传输参数：
二端口网络测试
《二端口网络测试》的仿真模拟实验 仿真软件：Multisim11.0
一．仿真实验电路图 1.同时测量法测二端口网络传输参数仿真实验电路图 2.分别测量法测级联后二端口网络传输参数仿真实验电路图
二．仿真实验数据记录表格 三．实验数据处理 A1A2+B1C2=1.280*3.549+0.618*16.833=14.950≈15.083=A; A1B2+B1D2=1.280*0.510+0.618*2.670=2.303≈2.338=B; C1A2+D1C2=1.961*3.594+1.588*16.833=33.778≈33.149=C; C1B2+D1D2=1.961*0.510+1.588*2.670=5.240≈5.204=D. 四．结论 有实验数据处理的结果可知，在一定误差范围内，二端口网络传输参数与级联的两个二端口网络参数之间满足如下的关系式： A=A1A2+B1C2； B=A1B2+B1D2 C=C1A2+D1C2; D=C1B2+D1D2。 同时测量法测二端口网络传输参数数据记录表格 二端口网络1 输出端开 路 I12=0 测量值 计算值 U110（V ） U120（V ） I110(mA) A1 B1 10 7.183 14.085 1.280 0.618 输出端短路U12=0 U11s(V) I11s(mA) I12s(mA) C1 D1 10 25.714 16.19 1.961 1.588 二端口网络 2 输出端开路 I22=0 测量值 计算值 U210（V ） U220（V ） I210(mA) A2 B2 10 2.817 47.418 3.549 0.510 输出端短路U22=0 U21s(V) I21s(mA) I22s(mA) C2 D2 10 52.941 19.608 16.833 2.670 分别测量法测级联后二端口网络传输参数数据记录表格 输出端开路I2=0 输出端短路U2=0 U10(V) I10(mA) R10(K Ω) U1s(V) I1s(mA) R1s(K Ω) 10 21.967 0.455 10 22.241 0.450 输入端开路I1=0 输入端短路U1=0 U20(V) I20(mA) R20(K Ω) U2s(V) I2s(mA) R2s(K Ω) 10 63.719 0.157 10 64.514 0.155 计算传输参数 A=15.083 B=2.338 C=33.149 D=5.204
实验十二 双口网络实验测试
实验十二 双口网络实验测试 一．实验目的 1.加深理解双口网络的基本理论。 2.掌握直流双口网络传输参数的测试技术。 二．实验基本知识 1.任何一个复杂的无源线性双口网络，如果我们仅对它的两对端口的外部特性感兴趣，而对它的内部结构不要求了解时，那么，不管双口网络多么复杂，总可以找到一个极其简单的等值双口电路来代替原网络，而该等值电路二对端口的电压和电流间的互相关系与原网络对应端口的电压和电流间的关系完全相同，这就是所谓“黑盒理论”的基本内容。这一理论具有很大实用价值，因为对于任何一个线性系统，我们所关心的往往只是输入端口与输出端口的特性，而对系统内部的复杂结构不需要研究。 复杂双口网络的端口特性，往往很难用计算分析的方法求取其等值电路。因此，实用上一般都是用实验测试的方法来解决，所以学会双口网络的参数的测试方法具有很大实际意义。 2.一个双口网络两对端口的电压和电流四个变量之间的关系可用多种形式的参数方程来表示，这决定于采用哪两个变量做自变量哪两个变量做因变量。本实验中采用输出端口的电压和电流做正变量，输入端口的电压和电流做因变量，这样写出的方程称双口网络的传输方程（因为在研究输入口和输出口信号传输关系时最为直观方便而得名），自变量的系数称传输参数。 在图12—1所示无源线性双口网络可列出基本方程 U 1=AU 2+BI 2 I 1=CU 2+DI 2 其中：A 、B 、C 、D 为双口网络的传输参数，其值完全决定于网络的拓扑结构及各支路参数值，这四个参数表征了双口网络的基本特征。它们的意义是 A= O O U U 21|I 2=0 是两个电压的比值，是一个无量纲的量。 B=S S I U 21|U 2=0 称为短路转移阻抗。
三、二端口网络的T方程和T参数(精)
三、 二端口网络的T 方程和T 参数 在上述内容中我们已经介绍了Y 参数和Z 参数的求法，Y 参数和Z 参数都可用来描述一个二端口网络的端口外特性。但在许多工程实际问题中，往往还要求知道一个端口的电流、电压与另一个端口的电流、电压之间的直接关系。若把Y 参数方程： 22212122 121111U Y U Y I U Y U Y I +=+= 的第二式化为 2 21 2212211I Y U Y Y U +-= 代入Y 参数方程第一式中，整理可得： 221 112212211121)(I Y Y U Y Y Y Y I +-= 把以上两式写成下列形式 ?????-=-=2 212 21I D U C I I B U A U 式中 ??? ??? ?- =-=- =-=2111 2122112121 21 221 Y Y D Y Y Y Y C Y B Y Y A A 、B 、C 、D 称为二端口网络的一般参数、传输参数、T 参数或A 参数。它们的具体含义可用下式说明： 221 ==I U U A A 是输出端开路时，输入电压与输出电压的比值； 0221=-=I I U B B 是输出端短路时，输入端对输出端的转移阻抗； 0221==I U I C C 是输出端开路时，输入端对输出端的转移导纳； 02 21==U I I D D 是输出端短路时，输入电流与输出电流的比值。 可见，A 是一个量纲为一的量纲；B 的量纲为Ω；C 的量纲为s ；D 也是量纲为一的量。 对于无源线性二端口网络A 、B 、C 、D 只有3个是独立的，因为Y 11＝Y 22，
故A ＝D 。所以T 参数方程为： 其中 ?? ? ???=D C B A T ，称为T 参数矩阵。 AD BC 可逆时，-=1 AD BC A D =对称时满足:-=1, 【例】 求例1中电路的T 参数 【解】： 方法一：根据定义求解（略） 方法二：根据KCL 直接列方程求解（略） 方法三：根据T 参数与Y 参数或Z 参数的转换公式(可在表6-1中查到)求 ?????? ??????-?-- -=2111212121 221Y Y Y Y Y Y Y T ????? ????????=122221 2121 11 1Z Z Z Z Z Z Z T 其中 2112221122 2112 11 Y Y Y Y Y Y Y Y Y -== ? 2112221122 21 1211Z Z Z Z Z Z Z Z Z -== ? 因为已知例1的 s Y ? ? ? ???--=4.02.02.04.0 12.004.016.0=-=?Y 所以 ??????=??????????-- ----=26.0522.04.02 .012.02.012.04 .0T ??? ?????-??????=????????2211D I U C B A I U
二端口网络
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。 1.二端口的参数 线性无独立源的二端口网络，在端口上有 4 个物理量 ，如图16.4所示。在 外电路限定的情况下，这 4 个物理量间存在着通过两端口网络来表征的约束方程，若任取其中的两个为自变量，可得到端口电压、电流的六种不同的方程表示，即可用六套参数描述二端口网络。其对应关系为：
四、二端口网络的H方程和H参数(精)
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
二端口网络理论
1二端口网络理论 网络理论是一种非常普遍的处理问题的方法，它把系统用一个山若干端口对 外的未知网络表示。微波网络理论是微波工程强有力的工具，主要研究微波网络 各端口的物理量之间的关系，实际的微波/射频滤波器也是用网络分析仪进行测 量。微波网络分为线性与非线性，有源与无源，有耗与无耗，互易与非互易。 双口元件I ⑻【刖20］是在微波工程中应用最多的一种元件，主要有滤波器、移 相器、衰减器等。与单口元件相似，双口元件一般釆用网络理论进行分析，但是, 值得指出的是元件的网络参数本身还是需要用场论方法求得，或者实际测量得 到，从这个意义上讲，场论是问题的内部本质，而网络则是问题的外部特性。 儿乎所有的微波元件都可以由一个网络来代替，并且可以用网络端口参考面 上的变量来描述其特性（在传输线上端口所在的位置，与能流方向垂直的横截面 通常称为“参考面”）。选择参考面的原则是在该参考面以外的传输线上只传输主 模。 微波网络有不同的网络参量：阻抗参量Z 、导纳参量丫和A 参量反映的是 参考面上电压与电流的关系；散射参量S 、传输参量卩反映的是参考面上归一化 入射波电压和归一化反射波电压之间的关系。在微波频率下，阻抗参量Z 、导纳 参量丫和A 参量不能直接测量，所以引入散射参量s 和传输参量To 利用s 参 数，射频电路设计者可以在避开不现实的终端条件以及避免造成待测器件损坏的 前提下，用两端口网络的分析方法来确定儿乎所有射频器件的特征，故S 参量是 微波网络中应用最多的一种主要参量。 S 参量是根据某端口上接匹配负载的情况下所得到的归一化波来定义的。设 ⑷表示第川个端口的归一化入射波电压，九表示第〃个端口的反射波归一化电压。 端口 端口 图2.5二端口网络示意图
二端口网络参数的测定(附数据作参考)
二端口网络参数的测定 一、实验目的 1.加深理解双口网络的基本理论。 2.学习双口网络Y参数、Z参数的测试方法。 3.掌握Y参数、Z参数的π型、T型等效电路，以及T参数的转化 二、原理说明 1．如图1所示的无源线性双口网络，其两端口的电压、电流四个变量之间关系，可用多种形式的参数方程来描述。 图1
()()()()11111222211222 1112122121 1 1212 2 2212 I 0I 0I 0I 0I Y U Y U I Y U Y U Y U U Y U U Y U U Y U U =+=+========其中 令，即输出端口短路时令，即输出端口短路时令，即输入端口短路时令，即输入端口短路时()()() () ，即输入端口开路时令，即输入端口开路时令，即输出端口开路时令，即输出端口开路时令其中 0U Z 0U Z 0U Z 0U 12 22212 11221 2 21 21 1 11 2 2212122 121111========+=+=I I I I I I I I Z I Z I Z U I Z I Z U ()()()()，即输出端口短路时令，即输出端口开路时令，即输出端口短路时令，即输出端口开路时令其中 0I D 0I C 0U B 0U A 221s 22010221s 220102212 21=-====-===-=-=U I I U U I I U DI CU I BI AU U s s （1）若用Y 参数方程来描述，则为 由上可知，只要在双口网络的输入端口加上电 压，令输出端口短路，根据上面的前两个公式即可求得输入端口处的输入导纳Y 11和输出端口与输入 端口之间的转移导纳Y 21。 同理，只要在双口网络的输出端口加上电压， 令输入端口短路，根据上面的后两个公式即可求得输出端口处的输入导纳Y 22和输入端口与输出端口之间的转移导纳Y 12。 （2）若用Z 参数方程来描述，则为 由上可知，只要在双口网络的输入端口加上电 流源，令输出端口开路，根据上面的前两个公式即 可求得输出端口开路时输入端口处的输入阻抗Z 11和输出端口与输入端口之间的开路转移阻抗Z 21。 同理，只要在双口网络的输出端口加上电流源，令输入端口开路，根据上面的后两个公式即可求得 输入端口开路时输出端口处的输入阻抗Z 22和输入端口与输出端口之间的开路转移阻抗Z 12。 （3）若用传输参数（A 、T ）方程来描述，则为 由上可知，只要在双口网络的输入端口加上电压，令输出端口开路或短路，在两个端口同时测量电 压和电流，即可求出传输参数A 、B 、C 、D ，这种方 法称为同时测量法。
二端口网络理论
1 二端口网络理论 网络理论是一种非常普遍的处理问题的方法，它把系统用一个由若干端口对外的未知网络表示。微波网络理论是微波工程强有力的工具，主要研究微波网络各端口的物理量之间的关系，实际的微波/射频滤波器也是用网络分析仪进行测量。微波网络分为线性与非线性，有源与无源，有耗与无耗，互易与非互易。 双口元件[18][19][20]是在微波工程中应用最多的一种元件，主要有滤波器、移相器、衰减器等。与单口元件相似，双口元件一般采用网络理论进行分析，但是，值得指出的是元件的网络参数本身还是需要用场论方法求得，或者实际测量得到，从这个意义上讲，场论是问题的内部本质，而网络则是问题的外部特性。 几乎所有的微波元件都可以由一个网络来代替，并且可以用网络端口参考面上的变量来描述其特性（在传输线上端口所在的位置，与能流方向垂直的横截面通常称为“参考面”）。选择参考面的原则是在该参考面以外的传输线上只传输主模。 微波网络有不同的网络参量：阻抗参量Z 、导纳参量Y 和A 参量反映的是参考面上电压与电流的关系；散射参量S 、传输参量T 反映的是参考面上归一化入射波电压和归一化反射波电压之间的关系。在微波频率下，阻抗参量Z 、导纳参量Y 和A 参量不能直接测量，所以引入散射参量S 和传输参量T 。利用S 参数，射频电路设计者可以在避开不现实的终端条件以及避免造成待测器件损坏的前提下，用两端口网络的分析方法来确定几乎所有射频器件的特征，故S 参量是微波网络中应用最多的一种主要参量。 图2.5 二端口网络示意图 S 参量是根据某端口上接匹配负载的情况下所得到的归一化波来定义的。设a n 表示第n 个端口的归一化入射波电压，b n 表示第n 个端口的反射波归一化电压。 U 1 U 2
实验三 二端口网络各参数的测算及验证
实验报告三 二端口网络各参数的测算及验证 1、电路课程设计目的 （1）测量二端口网络的开路阻抗参数、短路导纳参数、传输参数等； （2）验证等效二端口网络的传输参数与级联的两个二端口网络传输参数之间的关系。 2、设计电路原理与说明 具有两对引出端钮的网络，如果每一对端钮都满足从一端流入的电流与另一端流出的电流为同一电流的条件时，则将这样的一对端钮称为端口，上述条件称为端口条件。只有满足端口条件的四端网络才可称为二端口网络或双口网络，否则只能称为四端网络。用二端口概念分析电路时，仅对二端口处的电流、电压之间的关系感兴趣，这种相互关系可以通过一些参数表示，而这些参数只取决于构成二端口本身的元件及它们的连接方式。一旦确定表征这个二端口的参数后，当一个端口的电流、电压发生变化，再求另外一个端口的电流、电压就比较容易了。 设计二端口网络电路图如下 ()1000rad s ω= 图一 开路阻抗参数（Z 参数）理论计算： 当I 2 =0时，受控源与电容并联再与电阻串联 ()1111112I j I I U ?-?+= ()11212j I I U -?+= 21110 113I U Z j I == =- 22210 1 3I U Z j I == =-
当I 1=0时，受控源电阻均不作用，电路中只有电容作用 12U U = 11120 2 1I U Z j I == =- 12220 2 1I U Z j I == =- 131 3.16213131j j Z j j --????== ? ?--???? 短路导纳参数（Y 参数）理论计算： 当U 2=0时，电容短路不作用 111U I =? 11220I I I ++= 21110 1 1U I Y U == = 22210 1 3U I Y U == =- 当U 1=0时，电阻、电容、受控源并联 ()221U I =?- 112221I I I j U ++=? 11120 21U I Y U == =- 12220 2 3U I Y j U == =+ 1 111333 3.162Y j -????== ? ?-+???? 传输参数（T 参数）理论计算： ()210213 I U j A U -== =+ ()2102 3 I I j C U -== =
二端口网络
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1 U 、2 U 、 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12 21Z Z =,即Z 参数矩阵是对称的。对于对 称二端口有12 21Z Z =、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12 21Y Y =、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 =+ 2122 Y Y Y =-=- 322 1Y 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：1 212,U U I kI ==， 电压的大小和方向均不改变；但电流1 I 经传输后变为2 kI ，即改变了方向； 电压反向型：1 212,U kU 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L R 并联在22'-两端，输入端11'-的入端电阻为将电阻L R 并联在11'-两端的入端电阻的6倍，求L R 解法1：
双口网络测试
实验十四 双口网络测试 一、实验目的 1. 加深理解双口网络的基本理论。 2. 掌握直流双口网络传输参数的测量技术。 二、原理说明 对于任何一个线性网络，我们所关心的往往只是输入端口和输出端口的电压和电流之间的相互关系，并通过实验测定方法求取一个极其简单的等值双口电路来替代原网络，此即为“黑盒理论”的基本内容。 1. 一个双口网络两端口的电压和电流四个变量之间的关系， 可以用多种形式的参数方程来表示。本实验采用输出口的电压U 2和电流I 2作为自变量，以输入口的电压U 1和电流I 1作为应变量，所得的方程称为双口网络的传输方程，如图14-1所示的无源线性双口网络（又称为四端网络）的传输方程为： U 1＝AU 2＋BI 2； I 1＝CU 2＋DI 2。 式中的A 、B 、C 、D 为双口网络的传输参数，其值完全决定于网络的拓扑结构及各支路元件的参数值。这四个参数表征了该双口网络的基本特性，它们的含义是： U 1O A ＝ ── （令I 2＝0，即输出口开路时） U 2O U 1s B ＝ ── （令U 2＝0，即输出口短路时） I 2s I 1O C ＝ ── （令I 2＝0，即输出口开路时） U 2O I 1s D ＝ ── （令U 2＝0，即输出口短路时） 图 14-1 I 2s 由上可知，只要在网络的输入口加上电压，在两个端口同时测量其电压和电流，即可求出A 、B 、C 、D 四个参数，此即为双端口同时测量法。 2. 若要测量一条远距离输电线构成的双口网络，采用同时测量法就很不方便。这时可采用分别测量法，即先在输入口加电压，而将输出口开路和短路，在输入口测量电压和电流，由传输方程可得： U 1O A R 1O ＝ ──＝──（令I 2＝0，即输出口开路时） I 1O C U 1s B R 1s ＝ ──＝──（令U 2＝0，即输出口短路时） I 1s D 然后在输出口加电压，而将输入口开路和短路，测量输出口的电压和电流。此时可得 U 2O D R 2O ＝ ──＝──（令I 1＝0，即输入口开路时） I 2O C U 2s B R 2s ＝ ──＝ ──（令U 1＝0，即输入口短路时） I 2s A R 1O ，R 1s ，R 2O ，R 2s 分别表示一个端口开路和短路时另一端口的等效输入电阻，这四个参 数中只有三个是独立的（∵ AD －BC ＝1）。至此，可求出四个传输参数： A ＝)/(221S O O R R R ， B ＝R 2S A ， C ＝A/R 1O ， D ＝R 2O C 3. 双口网络级联后的等效双口网络的传输参数亦可采用前述的方法之一求得。从理论
实验十六二端口网络测试
实验十六 二端口网络测试 一、实验目的 1. 加深理解二端口网络的基本理论。 2. 掌握直流二端口网络传输参数的测量技术。 二、原理说明 对于任何一个线性网络，我们所关心的往往只是输入端口和输出端口的电压和电流之间的相互关系，并通过实验测定方法求取一个极其简单的等值二端口电路来替代原网络，此即为“黑盒理论”的基本内容。 1. 一个二端口网络两端口的电压和电流四个变量之间的关系， 可以用多种形式的参数方程来表示。本实验采用输出口的电压U 2和电流I 2作为自变量，以输入口的电压U 1和电流I 1作为应变量，所得的方程称为二端口网络的传输方程，如图21-1所示的无源线性二端口网络（又称为四端网络）的传输方程为： U 1＝AU 2＋BI 2； I 1＝CU 2＋DI 2。 式中的A 、B 、C 、D 为二端口网络的传输参数，其值完全决定于网络的拓扑结构及各支路元件的参数值。这四个参数表征了该二端口网络的基本特性，它们的含义是： U 1O A ＝ ── （令I 2＝0，即输出口开路时） U 2O U 1s B ＝ ── （令U 2＝0，即输出口短路时） I 2s I 1O C ＝ ── （令I 2＝0，即输出口开路时） U 2O I 1s D ＝ ── （令U 2＝0，即输出口短路时） 图 16-1 I 2s 由上可知，只要在网络的输入口加上电压，在两个端口同时测量其电压和电流，即可求出A 、B 、C 、D 四个参数，此即为双端口同时测量法。 2. 若要测量一条远距离输电线构成的二端口网络， 采用同时测量法就很不方便。这时可采用分别测量法，即先在输入口加电压，而将输出口开路和短路，在输入口测量电压和电流，由传输方程可得： U 1O A R 1O ＝ ──＝──（令I 2＝0，即输出口开路时） I 1O C U 1s B R 1s ＝ ──＝──（令U 2＝0，即输出口短路时） I 1s D 然后在输出口加电压，而将输入口开路和短路，测量输出口的电压和电流。此时可得 U 2O D R 2O ＝ ──＝──（令I 1＝0，即输入口开路时） I 2O C U 2s B R 2s ＝ ──＝ ──（令U 1＝0，即输入口短路时） I 2s A R 1O ，R 1s ，R 2O ，R 2s 分别表示一个端口开路和短路时另一端口的等效输入电阻，这四个参 数中只有三个是独立的（∵ AD －BC ＝1）。至此，可求出四个传输参数： A ＝)/(221S O O R R R ， B ＝R 2S A ， C ＝A/R 1O ， D ＝R 2O C 3. 二端口网络级联后的等效二端口网络的传输参数亦可采用前述的方法之一求得。 从
双口网络测试
实验十四双口网络测试 一、实验目的 1.加深理解双口网络的基本理论。 2.掌握直流双口网络传输参数的测量技术。 二、原理说明 对于任何一个线性网络，我们所关心的往往只是输入端口和输出端口的电压和电流之间的相互关系，并通过实验测定方法求取一个极其简单的等值双口电路来替代原网络，此即为“黑盒理论”的基本内容。 1.一个双口网络两端口的电压和电流四个变量之间的关系，可以用多种形式的参数方 程来表示。本实验采用输出口的电压U2和电流I2作为自变量，以输入口的电压U1和电流 I i作为应变量，所得的方程称为双口网络的传输方程，如图14-1所示的无源线性双口网络（又称为四端网络）的传输方程为：U1= AU2+ B|2；|1= CU2 + Dl2。 式中的A、B、C、D为双口网络的传输参数，其值完全决定于网络的拓扑结构及各支路元件的参数值。这四个参数表征了该双口网络的基本特性，它们的含义是： |2s 由上可知，只要在网络的输入口加上电压，在两个端口同时测量其电压和电流，即可求出A、B、C、D四个参数，此即为双端口同时测量法。 2.若要测量一条远距离输电线构成的双口网络，采用同时测量法就很不方便。这时可 采用分别测量法，即先在输入口加电压，而将输出口开路和短路，在输入口测量电压和电流，由传输方程可得： U10 A R1O = ------ = ---- （令12= 0,即输出口开路时） I10 C U1s B R1s=——=——（令U2= 0,即输出口短路时） l1s D 然后在输出口加电压，而将输入口开路和短路，测量输出口的电压和电流。此时可得 U20 D R2O = ——=——（令|1= 0,即输入口开路时） I20 C U2s B R2s= ------ = ---- （令U1= 0,即输入口短路时） l2s A R10, R1s, R2O, R2s分别表示一个端口开路和短路时另一端口的等效输入电阻，这四个参 数中只有三个是独立的（???AD —BC = 1 ）。至此，可求出四个传输参数： A = ■■ /R10 /（R20 R2S ）, B= R2S A , C = A/R10, D = R20C 3.双口网络级联后的等效双口网络的传输参数亦可采用前述的方法之一求得。从理论
电网络理论考试习题..
阅前提示：以后解答过程存在部分错误，请小心使用。 习题1 1. 一个非线性电阻元件的电压、电流分别为：u(t) = cos ωt ，i(t) = cos4ωt(u 、i 参考方向一致)。求该电阻元件的构成关系。 i(t) = cos4ωt = 8cos 4ωt -8cos 2ωt+1 = 8u 4(t)-8u 2(t)+1 2．二端元件的电压、电流分别为u(t) = 2cost ，i(t) = 0.5-cost ，试确定元件类型(即属于电阻、电感、电容等中的哪一类)，并论证其无源性。 i(t) = 0.5-cost = 0.5-0.5u(t) 0T d )cos 5.0(cos 2d )(i )(u )t ,t (W T T 0<-=ττ-τ=τττ=?? 电阻，有源。 3．有两个二端元件，其电压、电流关系方程分别为 dt ) t (di ) t (2i u(t) (2) dt du(t)2u(t)i(t) )1(2== 试确定各元件类型，并论证各元件的无源性。 （1）因为dt du dt dq i 2 = =，所以q = u 2+A ，A 为常数，电容元件。 )t (u 3 2 d d du u 2u d )(i )(u )t (W 3t t =ττ?=τττ=??∞-∞-，当u<0时，W(t)<0，有源。 （2）因为dt di 32dt d u 3 = ψ=，所以ψ = 32i 3+A ，电感元件。 0)t (i 2 1 id d di i 2d )(i )(u )t (W 4t 2t ≥=τ?τ=τττ=??∞-∞-，无源。 4．如题图1所示二端口电路，其中非线性电阻r 的构成关系为u r = i r 3。此二端口是有源的还是无源的。 p = u 1i 1+u 2i 2 = i = (i 1R 1+u R )i 1+(i 2R 2+u R )i 2 = i 12R 1+i 22R 2+i R 4≥0 0pd d )()()t (W t t =≥τ=τττ=??∞ -∞ -i u ，无源。 5．图1.23中对四种线性受控源给出了其一种零泛器模型。证明各含零泛器电路与对应受控源间的等效性。 6． 图1.16给出了用运放和电阻元件实现的CNIC 和VNIC 的电路。试证明各含运放电路与对应的负阻抗变换器间的等效性。 题图1
二端口网络
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 138