具有两个与外电路连接端口的网络称为双端口网络,它的一个端口连至电源,称为输入端;另一个端口连至
负载,称为输出端。
定义
如果两对
端子满足端口条件,即对于所有时间t,从端子a流入网络的电流等于从端子b流出的电流;同时,从端子c流入网络的电流等于从端子d流出的电流,这种电路称为双端口网络。
常见类型
如果双端口网络的端口处,其端口变量满足
线性关系,则该双端口网络称为线性双端口网路。通常组成这样的双端口网络的所有元件都是
线性元件,如R,C,L线性元件。若端口处变量不满足线性关系,则称该双端口网络是非线性的。如果网络内部不含有电源(包括独立源和
受控源在内)或内部虽有电源,但对外相互抵消不起作用,称为无源双端口网络,否则则为有源双端口网络
结构特点
双端口网络就其结构上的特点来说,有对称的与不对称的,平衡的与不平衡之分。在通过它的中心所画的垂直轴yy'的两边具有相等阻抗(或互成镜像的)的双端口网络称为对称网络。若双端口网络具有水平中心轴xx'的上下两半是对称的(互成镜像的),则称为平衡网络。如果网络以垂直轴和水平轴为中心轴,上下,左右各互成镜像对称,则称为对称平衡网络,如图1(a),(b)所示。
网络参数
电压 和 电流。通常用 作为输入端口处的变量, 作为输出端口处的变量。
双端口网络的
外特性就是由这四个变量之间的独立
约束方程来描述的,由于双端口网络端口数为2,因此仅需两个约束方程,
即
在这四个变量中,任意选择两个变量作为独立变量,其余两个则是非独立变量,于是有六种选择方式,由此可以得到六种网络方程和
网络参数。短路导纳参数(Y参数),开路阻抗参数(Z参数)第一类混合参数(H参数),第二类混合参数(G参数),第一类传输参数(T参数)和第二类混合参数(T' 参数)。
连接方式
双端口网络间的相互连接方式有,串联,并联,级联和混联四种。
1.串联:串联后所得双端口网络的开路阻抗参数矩阵,它们之间的关系为 ,这就是说,串联双端口网络的开路阻抗矩阵等于构成它的各个双端口网络的开路阻抗矩阵之和。
2.并联:由Y
参数方程得 ,即并联双端口网络的短路导纳参数矩阵等于构成它的各个双端口网络短路导纳参数矩阵之和。
3.级联:级联双端口网络的传输参数矩阵等于构成它的各端口的传输参数矩阵的乘积, 。
4.混联:若1-1'端串联,2-2'端并联,即采用串 - 并式连接,这时用 H 参数矩阵计算有 。与此对应,另一种并 - 串式连接,这时用 G 参数矩阵计算有 。
应用
在电子工程中双端口网络应用十分广泛,有传输网络(对电信号进行传输),滤波网络(起滤波作用),匹配网络(起阻抗变换作用使电路达到匹配工作状态),相移网络(起相移作用),衰减网络(起
衰减作用)等,这些应用就是研究双端口网络理论的工程背景。双端口网络的分析方法易推广应用于
n端口网络。