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[導讀]雙口網絡(two-port network) 只具有兩個外接端口的電路,又稱二端口網絡。

雙口網絡(two-port network) 只具有兩個外接端口的電路,又稱二端口網絡。

雙口網絡概述與分析

端口數n等于2的多端網絡。又稱雙口。兩個端口中接電源的稱為入口,接負載的稱為出口。端口上的電壓V1、V2和電流i1、i2分別稱為端口電壓和端口電流,又統(tǒng)稱為端口變量。二端口網絡有無源和有源、線性和非線性、時不變和時變之分,它既可能是一個異常復雜的網絡,也可能是相當簡單的網絡。變壓器、放大器等的電路模型都可歸結為雙口網絡。在電路圖上,二端口網絡可統(tǒng)一表達成圖中所示形式。表達4個端口變量之間關系的方程稱為二端口網絡方程。同一個二端口網絡可以有6組不同形式的方程。其矩陣形式與多端網絡的約束關系類似。6組方程右端變量前的4個系數稱為二端口網絡的參數,共6組,分別稱為短路導納參數 、開路阻抗參數、第一類混合參數、第二類混合參數、傳輸參數和反向傳輸參數。6組參數都可用來表征二端口網絡。對于一個網絡究竟選用哪一組參數,視具體情況而定。電子電路中會經常遇到二端口網絡的相互連接。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)和級聯(lián)。這樣連接而成的網絡仍為二端口網絡。例如,電力系統(tǒng)中用于模擬遠距離輸電線的鏈型電路就是一些二端口網絡級聯(lián)而成的。

雙口網絡的外部特性,即端口上電壓、電流之間的關系,可以用有兩個方程的方程組來表示。由于可以用I1、U2、I1、I2中的任意兩個量來表示另外兩個,所以有 多種組合,表1列出了常用的五種雙口網絡方程。這些 方程組中的系數稱作雙口網絡參數;這幾套參數都是 描述雙口網絡外部特性的,它們之間可以相互換算。這些參數都是網絡某一端口開路或短路時,端口電壓、電 流等電量之比。例如在Z參數中,Z11是2-2'端口開路時U1與I1之比,記作Z11=U1/I1|I2=0,類似地有Z22=U2/I2|I1=0,Z12=Ul/I2|I1=0,Z21 =U2/I1|I2=0等,它們都是端口開路時電壓與電流之比,所以又稱Z參數為開路阻抗參數。同樣,在Y參數中有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電流與電壓之比,所以又稱Y參數為短路導納參數。雙口網絡的具體電路給定以后,它的網絡參數也就隨之確定。

雙口網絡的外部特性有時還用影像參數和散射參數來描述。影像參數是在端口終接影像阻抗負載條件 下定義的。它是網絡影像參數設計法的基礎。散射參數是在端口終接實際負載條件下定義的,常用于微波網絡以及濾波器、匹配網絡等的分析設計。若兩個雙口網絡的某一套參數對應相等,則這兩個雙口網絡等效。利用雙口網絡等效,可以減少網絡元件數目,使元件數值大小適當,網絡結構更為合理,還可使理論研究工作得到簡化。

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