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[導(dǎo)讀]雙口網(wǎng)絡(luò)(two-port network) 只具有兩個(gè)外接端口的電路,又稱(chēng)二端口網(wǎng)絡(luò)。

雙口網(wǎng)絡(luò)(two-port network) 只具有兩個(gè)外接端口的電路,又稱(chēng)二端口網(wǎng)絡(luò)。

雙口網(wǎng)絡(luò)概述與分析

端口數(shù)n等于2的多端網(wǎng)絡(luò)。又稱(chēng)雙口。兩個(gè)端口中接電源的稱(chēng)為入口,接負(fù)載的稱(chēng)為出口。端口上的電壓V1、V2和電流i1、i2分別稱(chēng)為端口電壓和端口電流,又統(tǒng)稱(chēng)為端口變量。二端口網(wǎng)絡(luò)有無(wú)源和有源、線(xiàn)性和非線(xiàn)性、時(shí)不變和時(shí)變之分,它既可能是一個(gè)異常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),也可能是相當(dāng)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)。變壓器、放大器等的電路模型都可歸結(jié)為雙口網(wǎng)絡(luò)。在電路圖上,二端口網(wǎng)絡(luò)可統(tǒng)一表達(dá)成圖中所示形式。表達(dá)4個(gè)端口變量之間關(guān)系的方程稱(chēng)為二端口網(wǎng)絡(luò)方程。同一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)可以有6組不同形式的方程。其矩陣形式與多端網(wǎng)絡(luò)的約束關(guān)系類(lèi)似。6組方程右端變量前的4個(gè)系數(shù)稱(chēng)為二端口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù),共6組,分別稱(chēng)為短路導(dǎo)納參數(shù) 、開(kāi)路阻抗參數(shù)、第一類(lèi)混合參數(shù)、第二類(lèi)混合參數(shù)、傳輸參數(shù)和反向傳輸參數(shù)。6組參數(shù)都可用來(lái)表征二端口網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)究竟選用哪一組參數(shù),視具體情況而定。電子電路中會(huì)經(jīng)常遇到二端口網(wǎng)絡(luò)的相互連接。它們之間的連接有5種方式,分別為串聯(lián)、并聯(lián)、串-并聯(lián)、并-串聯(lián)和級(jí)聯(lián)。這樣連接而成的網(wǎng)絡(luò)仍為二端口網(wǎng)絡(luò)。例如,電力系統(tǒng)中用于模擬遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)的鏈型電路就是一些二端口網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)而成的。

雙口網(wǎng)絡(luò)的外部特性,即端口上電壓、電流之間的關(guān)系,可以用有兩個(gè)方程的方程組來(lái)表示。由于可以用I1、U2、I1、I2中的任意兩個(gè)量來(lái)表示另外兩個(gè),所以有 多種組合,表1列出了常用的五種雙口網(wǎng)絡(luò)方程。這些 方程組中的系數(shù)稱(chēng)作雙口網(wǎng)絡(luò)參數(shù);這幾套參數(shù)都是 描述雙口網(wǎng)絡(luò)外部特性的,它們之間可以相互換算。這些參數(shù)都是網(wǎng)絡(luò)某一端口開(kāi)路或短路時(shí),端口電壓、電 流等電量之比。例如在Z參數(shù)中,Z11是2-2'端口開(kāi)路時(shí)U1與I1之比,記作Z11=U1/I1|I2=0,類(lèi)似地有Z22=U2/I2|I1=0,Z12=Ul/I2|I1=0,Z21 =U2/I1|I2=0等,它們都是端口開(kāi)路時(shí)電壓與電流之比,所以又稱(chēng)Z參數(shù)為開(kāi)路阻抗參數(shù)。同樣,在Y參數(shù)中有Y11=I1/U1|U2=0,Y22=I2/U2|U1=0 ,Y12=I1/U2|u1=0,Y21=I2/U1|U2=0,它們都是端口短路時(shí)電流與電壓之比,所以又稱(chēng)Y參數(shù)為短路導(dǎo)納參數(shù)。雙口網(wǎng)絡(luò)的具體電路給定以后,它的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)也就隨之確定。

雙口網(wǎng)絡(luò)的外部特性有時(shí)還用影像參數(shù)和散射參數(shù)來(lái)描述。影像參數(shù)是在端口終接影像阻抗負(fù)載條件 下定義的。它是網(wǎng)絡(luò)影像參數(shù)設(shè)計(jì)法的基礎(chǔ)。散射參數(shù)是在端口終接實(shí)際負(fù)載條件下定義的,常用于微波網(wǎng)絡(luò)以及濾波器、匹配網(wǎng)絡(luò)等的分析設(shè)計(jì)。若兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的某一套參數(shù)對(duì)應(yīng)相等,則這兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)等效。利用雙口網(wǎng)絡(luò)等效,可以減少網(wǎng)絡(luò)元件數(shù)目,使元件數(shù)值大小適當(dāng),網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為合理,還可使理論研究工作得到簡(jiǎn)化。

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