国网考试电路---第九章： 二端口

国家电网招聘考试考点导图整理，一个网络与外部电路通过两个端口连接时称为二端口网络，二端口网络一定是四端网络，但四端网络不一定是二端口网络。

9二端口

• 二端口概念
  • 端口条件
    • 从一个端子流入网络的电流等于从另一个端子流出网络的电流。
  • 二端口
    • 一个网络与外部电路通过两个端口连接时称为二端口网络
    • 二端口网络一定是四端网络，但四端网络不一定是二端口网络
    • 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。
  • 二端口分析
    • 二端口网络的分析对象是初始条件为零的线性无源二端口网络
    • 二端口物理量有4个，端口特性包括两个独立方程，有六种不同的组合方式，可用六套参数描述二端口网络，电压和电流在端口处取关联参考方向。
• 二端口网络方程
  • Y参数方程
    • Y参数方程
    • Y参数
      • Y11、Y12、Y21、Y22称为二端口的Y参数，Y参数属于导纳性质，由网络内部元件参数及连接关系决定。
      • Y参数又称为短路导纳参数，单位为西门子
        • 输入导纳(驱动点导纳)
        • 转移导纳
        • 转移导纳(驱动点导纳)
        • 输入导纳
    • 互易二端口
      • 由线性RLC元件构成且不含受控源的无源二端口为互易二端口。
      • 互易二端口满足Y12=Y21,即互易二端口只有3个独立Y参数。
    • 对称二端口
      • 如果一个二端口的两个端口互换位置后与外电路连接，其外特性没有任何变化，称为二端口电气对称。
      • 电路结构左右对称的一般为对称二端口。结构不对称但电气特性对称的二端口也是对称二端口。
      • 对称二端口满足Y12=Y21、Y11=Y22,对称二端口只有两个独立丫参数。
  • Z参数方程
    • Z参数方程
    • Z参数
      • Z11、Z12、Z21、Z22称为二端口的Z参数，又称为开路阻抗参数，单位为W。
        • 输入阻抗
        • 转移阻抗
        • 转移阻抗
        • 输入阻抗
      • 互易二端口Z参数满足Z12=Z21,有3个独立Z参数；
      • 对称二端口满足Z12=Z21、Z11=Z22,有两个独立Z参数
      • 并非所有的二端口均有Z参数和Y参数
  • 二端口的T参数方程
    • T参数方程
    • T参数
      • T参数又称为传输参数，反映输入和输出之间的关系
        • 转移电压比
        • 转移阻抗，单位欧姆
        • 转移导纳，单位西门子
        • 转移电流比，无量纲
      • A、C为开路参数，B、D为短路参数。
      • 互易二端口的T参数满足AD-BC=1;对称二端口的T参数满足AD-BC=1,A=D.
  • 二端口的H参数方程
    • H参数方程
    • H参数
      • H参数又称混合参数，在晶体管电路中应用较广泛
      • 短路输入阻抗(Ω)
      • 开路电压转移比
      • 短路电流转移比
      • 开路入端导纳(S)
      • 互易二端口满足H12=-H21、对称二端口满足H12=-H21、H11H22-H12H21=1
• 二端口的等效电路
  • 二端口网络的等效
    • 一个无源二端口可以用一个最简单的二端口等效，等效条件是两个二端口的网络参数相同。
    • 互易二端口的等效二端口由3个阻抗(或导纳)组成，包括T形电路和π形电路两种形式。T形电路由Z参数等效：π形电路由Y参数等效。
    • 一个二端口网络在满足相同网络方程的条件下，其等效电路模型不是唯一的。
    • 若网络对称则等效电路也对称。
    • π形和T形等效电路可以互换，用其它参数也可得到π形和T形等效电路。
  • Z参数表示的等效电路
    • 如果给定互易二端口的参数是Z参数，可根据Z参数确定二端口的T形等效电路。
    • 含受控源的非互易二端口，其等效T形电路也含受控源。
  • Y参数表示的等效电路
    • 如果给定互易二端口的参数是Y参数，可根据Y参数确定二端口的p形等效电路。
    • 含受控源的非互易二端口，其等效p形电路也含受控源
• 二端口的连接
  • 连接
    • 一个复杂二端口网络可以看作是由若干简单的二端口按某种方式连接而成，二端口的连接方式有级联、并联、串联、串并联、并串联
  • 二端口级联(链连)
    • 二端口级联后所得复合二端口T参数矩阵等于级联的二端口T参数矩阵相乘。
    • 级联时，各二端口的端口条件不会被破坏
  • 二端口并联
    • 二端口并联后所得复合二端口的Y参数矩阵等于两个二端口Y参教矩阵相加。
    • 两个二端口并联时，各二端口的端口条件可能被破杯
  • 二端口串联
    • 二端口串联后所得复合二端口的Z参数矩阵等于两个二端口Z参数矩阵相加。
    • 两个二端口串联时，各二端口的端口条件可能被破坏
• 回转器
  • 回转器及其特点
    • 参数：
  • 回转器的逆变性
    • 阻抗性质相反
    • 回转器可以把一个电容回转为电感，实现了没有磁场的电感，为实现难于集成的电感提供了可能性。
  • 回转器的特点
    • 回转器是一种线性非互易二端口，可以用晶体管电路或运算放大器来实现
    • 任一瞬间回转器的功率为u1i1+u2i2=-ri1i2+ri1i2=0,理想回转器是不储能，不耗能的非能元件
• 负阻抗转换器
  • 负阻抗变换器(简称NIC)是一个能将阻抗按一定比例进行变换并改变其符号的两端口元件，可以用晶体管电路或运算放大器来实现，
  • 负阻抗转化器分类
    • 电流反向型：经传输后，电压不变，电流i1变为i2的K倍，且改变了方向。
    • 电压反向型：经传输后，电流不变，电压u1变为u2的K倍且改变了方向。
  • 负阻抗变换器的作用
    • 电流反向型：
    • 电压反向型:
    • NIC具有把一个正阻抗变为负阻抗的本领，为电路设计中实现负R、L、C提供了可能性