电路 第十六章(二端口网络)习题

第十六章(二端口网络)习题一、选择题

二、填空题

1．图16—3（a ）所示二端口电路的Y 参数矩阵为Y = ，图16—3（b ）所示二端口的Z 参数矩阵为Z = 。

2．图16—4所示二端口网络的Y 参数矩阵是Y = 。

3．图16—5所示回转器的T 参数矩阵为 。

4．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 。

5．图16—7所示二端口网络的Y 参数矩阵为 。

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s U U 2。

2．求图16—11所示二端口网络的T 参数。

3.图示电路中，二端口网络N 的传输参数矩阵为 2.560.5 1.6T S

Ω??

=????

， 求（1）L R 等于多少时其吸收功率最大？

（2）若9V S U =，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

4.图示电路中，直流电源U S =10 V ,网络N 的传输参数矩阵为??

?

???=11.0102][T ，t ＜0时电路处于稳态，t =0时开关S 由a 打向b 。求t >0时的响应u (t )。

7.已知图示电路中，二端口网络N的传输参数矩阵为

1.5

2.5

0.5 1.5

T

S

Ω

??

=??

??

，t=0时闭合

开关k。求零状态响应()

C

i t

本章作业：计算题的3、4、7、8小题

第十六章二端口网络

第十六章二端口网络 16-1 求题16-1图所示各二端口网络的开路阻抗矩阵Z。 (a) (b) (c) (d) 题16-1 图 16-2 求题16-2图所示二端口网络的短路导纳矩阵Y。 16-3 求题16-3图所示二端口网络的短路导纳矩阵Y。 题16-2 图题16-3 图16-4 求题16-4图所示各二端口网络的开路阻抗矩阵Z和短路导纳矩阵Y。 (a) (b) (c) 题16-4 图 16-5求题16-5图所示二端口网络的开路阻抗矩阵Z 和短路导纳矩阵Y。 16-6求题16-3图所示二端口网络的混合参数矩阵H 和逆混合参数矩阵G。 题16-5 图

16-7 求题16-7图所示二端口网络的混合参数矩阵H。 16-8 求题16-8图所示二端口网络的逆混合参数矩阵G。 题16-7 图题16-8 图 16-9 求题16-4图所示各二端口网络的传输矩阵T和逆传输矩阵T'。 16-10 写出题16-10图所示二端口网络的传输矩阵T，并验证关系式：AD-BC=1 题16-10 图题16-12 图 16-11 根据上题(16-10)所求得的传输矩阵T，计算该网络的逆传输矩阵T'、开路阻抗矩阵Z、短路导纳矩阵Y、混合参数矩阵H和逆混合参数矩阵G。 16-12 试求题16-12图所示网络的开路阻抗参数，并用这些参数求出该二端口网络的T形等效模型。 16-13 试绘出对应于下列各短路导纳矩阵的任意一种等效二端口网络模型，并标出各端口电压、电流的参考方向。 Y Y = - ? ? ? ? ? ?=- ? ? ? ? ? ? 52 03 100 520 16-14 试绘出对应于下列各开路阻抗矩阵的任意一种等效二端口网络模型，并标出各端口电压、电流的参考方向。 ? ? ? ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + + = ? ? ? ? ? ? = 4 4 2 3 ) ( )c( 2 3 2 2 4 1 ) ( )b( 2 1 1 3 ) ( )a(s s s s s s s Z Z Z 16-15 题16-15图所示网络可视为由两个Γ形网络级联而成的复合二端口网络，试求其传输参数A、B、C、D。 16-16 求题16-16图所示复合二端口网络的传输参数矩阵T。 题16-15 图题16-16 图

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 =

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

第十六章(二端口网络)习题

第十六章(二端口网络)习题 一、选择题 1．二端口电路的H 参数方程是 。 a ．???+=+=22212122121111U H I H I U H I H U b ． ???+=+=2221212 2 121111I H U H U I H U H I c ．???+=+=2 2222112 122111U 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 。 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 。 a ．D A = b ．C B = c ．1=-AD BC d ．1=-BC AD 4．两个二端口 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 。 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 = 。 图16—3（b ）所 示二端口的Z 参数矩阵为Z = 。

2．图16—4所示二端口网络的Y 参数矩阵是Y = 。 3．图16—5所示回转器的T 参数矩阵为 。 4．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 。 5．图16—7所示二端口网络的Y 参数矩阵为 。式中 。 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s U U 2。

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。

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：

第十六章二端口网络

第十六章 二端口网络 第一节 二端口网络简介 一、 端口条件： 在实际工程中，常常涉及具有四个外部接线端的网络，如图16-1-1。 共同特点是：一对输入端，一对输出端，通常用图16-1-2表示。 当i 1=i 1’,i 2=i 2’时，此四端网络称为二端口网络。则i 1=i 1’,i 2=i 2’称为端口条件。 网络内部含有不可抵消的独立源时，称为含源二端口网络，否则称为无源二端口网络。本章只研究后者，又局限于线性。 第二节 二端口网络的方程和参数 二端口网络的外部特性可以通过其端口的电压、电流来表示。 一、Y 方程和Y 参数：如图16-1-3。 用端口电压表示端口电流。方程的标准形式为（用相量形式表示）： Y 参数与二端口网络的内部结构有关，这些参数可以通过标准方程得到，也可通过实验的方法的到，实验测试方法如下： ??? ? ??????????=??? ?????+=+=2.1. 222112112. 1.2. 221. 212. 2. 121.111.U U Y Y Y Y I I U Y U Y I U Y U Y I 矩阵形式为：

Y 参数为输入、输出或转移导纳。Y 参数又称为短路参数。 对于可互易网络，Y 12=Y 21。只有三个独立的参数。对于对称 （可以是结构对称，也可以是电对称）的二端口网络，Y 11=Y 22。只有两个独立的参数。 二、Z 方程和Z 参数： 用端口电流表示端口电压。由Y 方程很容易推得Z 方程。标准形式为： Z 参数与二端口网络的内部结构有关，这些参数可以通过标准方程得到，也可通过实验的方法的到，实验测试方法如下： Z 参数为输入、输出或转移阻抗。Z 参数又称为开路参数。 对于可互易网络，Z 12=Z 21。只有三个独立的参数。对于对称 （可以是结构对称，也可以是电对称）的二端口网络，Z 11=Z 22。只 有两个独立的参数。 三、T 方程T 参数（又称A 方程A 参数或传输方程、传输参数）： 用2-2’端口的电压、电流表示1-1’端口的电压、电流。方程如下： 0U 2. 2 . 220U 2. 1 . 120 U 1. 2 . 210 U 1 . 1. 111. 1. 2. 2. U I Y U I Y U I Y U I Y ======== ? ?????????????=??? ?????+=+=2.1.222112112.1.2. 221.212.2 .121.111.I I Z Z Z Z U U I Z I Z U I Z I Z U 矩阵形式为：0I 2. 2 . 220 I 2. 1 . 120 I 1. 2 . 210 I 1. 1. 111. 1. 2.2.I U Z I U Z I U Z I U Z ========

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。

第16章二端口网络

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 2 12)()(= -= 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。 1．二端口网络中不含独立源及附加电源，也就是说动态元件的初始状态为零； 2．二端口网络中的元件均为线性无源非时变元件； 3．在分析中一般使用拉氏变换或相量法进行分析。 16.1.4 二端口网络的变量与方程 对于二端口网络而言，共有两对端口电压电流——)(1s U 、)(2s U 、)(1s I 、)(2s I ——任意选择其中两个作为自变量，其余两个即可用这两个自变量来表示，由于二端口网络由线性元件组成，因此前述表达式应该是线性表达式。 16-2 二端口参数 在下面研究的二端口网络中，均采用以下参考方向： 图18-2 二端口网络 16.2.1 流控型参数—开路阻抗矩阵Z 1．对应的方程 当以)(1s I 、)(2s I 作为自变量（即以之为激励）时，由于网络为线性无源，所以函数（即响应）)(1s U 、)(2s U 可以分别用自变量)(1s I 、)(2s I 的线性组合表示出来： ?? ?+=+=) ()()()()()()()()()(22212122121111s I s Z s I s Z s U s I s Z s I s Z s U 写成矩阵形式，有 ? ? ??????????=??????)()()()()()()()(212221121121s I s I s Z s Z s Z s Z s U s U

第十六章(二端口网络)习题解答

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 。

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 -== =

第十六章 二端口电路

第十六章二端口网络 1、教学基本要求 (1). 了解多端网络和多口网络的概念。 (2). 牢固掌握双口不含独立电源时的方程及其参数，以及各种参数之间的换算关系和互易条件。 (3). 掌握双口的相互连接的计算。 (4). 了解双口的等效电路，具有端接双口的分析方法。 2、重点和难点 (1)不同参数对应的方程 (2)互易、对称双口其参数的特殊关系 (3)参数矩阵的求解 (4)有端接的电路的分析求解 ?端口的概念 所谓端口：是这样的一对端子，即从一个端子进入网络的电流等于从另一端子流出的电流。含有m个端口的网络叫做m端口网络，最简单的二端网络也就是一端口网络。二端口网络也就是四端网络，但四端网络不一定是二端口网络。 ?二端口网络的方程和参数 对于一个已知的二端口网络如图16.0所示，有四个变量即：两个电压变量、两个电流变量，其中任给两个变量的值，其余两个变量的值就被唯一确定。 图16.0 设一个端口为输入端口，则另一端口为输出端口。所以该二端口网络应有六种可能的方程组： ①Z（阻抗）参数方程、Z参数： ②Y（导纳）参数方程、Y参数： ③T（传输）参数方程、T参数（又称为链参数方程、链参数）： ④倒T（倒传输）参数方程、倒T参数（又称为倒链参数方程、倒链参数）： ⑤H（混合）参数方程、H参数：

⑥倒H（倒混合）参数方程、倒H参数： ?. 二端口网络的连接形式 ①级联形式，特点：T = T’* T” ②串联形式，特点：Z = Z’+ Z” ③并联形式，特点：Y = Y’+ Y” ?. 两种特殊的二端口元件 ①回转器 ②负阻抗变换器 3、典型例题分析 【例题1】：二端口网络、四端网络的区分。 图16.1所示的网络是：答（C）A．二端口网络；B．三端网络；C．四端网络；D．以上都不是。 图16.1 【例题2】：熟练掌握四种常用参数Z、Y、H、T的定义和求解。 是二端口网络的：答( C) 二端口网络Z参数中，z 11 A. 输入端阻抗； B. 输出端短路时的输入端阻抗； C. 输出端开路时的输入端阻抗； D. 以上皆非。 【例题3】：含受控源的线性两端口网络不满足互易性。 求图16.2所示二端口电路的Y参数。 图16.2 解：应用KCL和KVL直接列方程求解，有：

第十六章(二端口网络)习题

第十六章(二端口网络)习题一、选择题

二、填空题 1．图16—3（a ）所示二端口电路的Y 参数矩阵为Y = ，图16—3（b ）所示二端口的Z 参数矩阵为Z = 。 2．图16—4所示二端口网络的Y 参数矩阵是Y = 。 3．图16—5所示回转器的T 参数矩阵为 。 4．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 。 5．图16—7所示二端口网络的Y 参数矩阵为 。 6.描述无源线性二端口网络的4个参数中，只有 个是独立的，当无源线性二端口网络

为对称网络时，只有 个参数是独立的。 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s U U 2。 2．求图16—11所示二端口网络的T 参数。 3.图示电路中，二端口网络N 的传输参数矩阵为 2.560.5 1.6T S Ω?? =?? ?? ， 求（1）L R 等于多少时其吸收功率最大？ （2）若9V S U =，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 4.图示电路中，直流电源U S =10 V ,网络N 的传输参数矩阵为?? ? ???=11.0102][T ，t ＜0时电路处于稳态，t =0时开关S 由a 打向b 。求t >0时的响应u (t )。 0.01F

7.已知图示电路中，二端口网络N 的传输参数矩阵为 1.5 2.50.5 1.5T S Ω?? =? ??? ，t=0时闭合开关k 。 求零状态响应()C i t 8.电路如图所示，N 不含独立电源，25202020Z ?? =Ω ??? ,原电路已处于稳态，今于0t =时闭合S ， 求0t >时的()c u t 。 u i 本章作业：计算题的3、4、7、8小题

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

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

第4章 阻抗与互阻抗

第四章 阻抗与互阻抗 1、互易性定理 接于传输线的天线的阻抗可以表示成一个二端口网络，将天线用接于传输线末端的等效阻抗Z 代替。在设计发射机及其传输线时，将天线简单地当作二端阻抗是很方便的，这种作用于传输线末端的阻抗称为馈端阻抗或激励点阻抗。对于无耗且孤立的天线，即远离地面和其它物体的天线，其终端阻抗就是该天线的自阻抗，具有称为自电阻（辐射电阻）的实部和称为自电抗的虚部。当天线用作接收时，其自阻抗与用作发射时的相同。 在天线邻近存在物体（如若干其它天线）时，终端阻抗仍可用一个二端网络来代替。其等效阻抗由该天线与其它天线间的互阻抗以及在这些天线上的电流所确定。 瑞利－亥姆霍兹的互易性定理已被卡森推广到含连续媒质的情况，该定理应用于天线时阐述如下：若在天线A 的馈端上施加电动势，在天线B 的馈端上测得电流；则对应于在天线B 的馈端施加相同电动势的情况，在天线A 的馈端上2、二元耦合对称振子的阻抗 2.1二元耦合对称振子的阻抗 在二元耦合对称振子阵中，假设在二振子输入端都接入电动势，于是振子上激励也将得到相等幅度和相位的电流。 起电流，在空间激发出电磁场。二振子电流和所激发的空间电磁场是互相作用、互相制约的。设振子1在自身电流及其场作用下的辐射功率为11P ，称为振子1的自辐射功率；设振子1在振子2的电流及其场作用下而辐射的功率为，称为振子1的感应辐射功率。 振子1的总辐射功率 12P

11121P P P =+∑ （4.1） 同理振子的总辐射功率 222212P P P =+∑ （4.2） 从耦合振子的自辐射功率、感应辐射功率和总辐射功率，射阻抗、感应辐射阻抗和辐射阻抗： 可以得出它的自辐11112Z I = 12m P 121Z 2212m P 1121 2P I ′= m Z I ∑=∑ 2222 2m P Z I ∑=∑2222222m P Z I =2121222m P Z I ′= （4.3） 式中、12Z ′21Z ′、、1Z ∑2Z ∑11Z 和22Z 、分别为振子1、振子2归流的自阻抗、感应辐射阻抗和辐射阻抗。并有： 于各自波腹电11121Z Z Z ′=+∑ 22212Z Z Z ′=+∑ （4.4） 2.2等效阻抗方程 1按照电路理论 11111112122222222m m m m m m U I Z I Z I Z U I Z I Z I Z ?′==+∑??′==+?∑? （4.5） 振子1和振子2的感应辐射阻抗12Z ′、21Z ′分别与2m I 、1m I 成正比，即 21212m 1121212m m m I Z Z I I Z Z I ?=????′=?? （4.6） 将式（4.6）代入式（4.5），得： 222 （4.7） ′11112121212m m m m U I Z I Z I Z I Z =+?=+?U ?

实验5双口网络测试

A= 仏（丨2=0,既输出口开路时）；U20 B= I1s 12s （U2=0,既输出口短路时）; I 10 C= （I 2=0,既输出口开路时）； U 20 I 1 S D=——（U2=0,既输出口短路时）； I 2S 实验五双口网络测试 、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12作为自变量，以输入口的电压U1和电流11作为应 变量，所得的方程称为双口网络的传输方程，如图6-1所示的无源线性双口网络（又称为四端网 络）的传输方程为?1 -二厂式中的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： 图6-1无源线性双口网络 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：R10= U^=-（令丨2=0,既输出口开路时）； 丨10 C

A = A,A2B1C2 ；B = A1B2 B1D 2； C = C1A2 D C D = C1B2D1 D2 R is = U^S= B （令U2=0,既输出口短路时） I is D 然后在输出口加电压，，而将输出口开路和短路，在输出口测量电压和电流，此时可得 验弋亡（令Z既输出口开路时）； R2S=H = A （令U i=0,既输出口短路时）; 12S A R i0,R is, R20, 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 R R A 的有三个是独立的（因为：』=」里=公）既AD-BC=1, 至此,可求出四个传输参数, R20 R2S D a R0 A A = [ ----------- , B = R2S A ； C =----- ； D = R20 C . \（R20-R2S）R i0 * 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，从理论推导得两双口网络级 联后的传输参数，与每一个参加级联的双口网络的传输参数之间有如下的关系 三、实验设备： 电路原理实验箱1台；数字万用表一个；直流数字毫安表一台；实验插接线若干 四、实验内容： 双口网络实验线路如图6-2所示，将直流电压调到10V，作为双口网络的输入。 图6-2 双口网络实验线路