雙口網路

雙口網路(two-port network) 只具有兩個外接連線埠的電路,又稱二連線埠網路。

基本介紹

  • 中文名:雙口網路
  • 外文名:two-port network
  • 別名二連線埠網路
  • 套用學科:計算機網路、電信
概述,分析,

概述

連線埠數n等於2的多端網路。又稱雙口。兩個連線埠中接電源的稱為入口,接負載的稱為出口。連線埠上的電壓V1、V2和電流i1、i2分別稱為連線埠電壓和連線埠電流,又統稱為連線埠變數。二連線埠網路有無源和有源、線性和非線性、時不變和時變之分,它既可能是一個異常複雜的網路,也可能是相當簡單的網路。變壓器、放大器等的電路模型都可歸結為雙口網路。在電路圖上,二連線埠網路可統一表達成圖中所示形式。表達4個連線埠變數之間關係的方程稱為二連線埠網路方程。同一個二連線埠網路可以有6組不同形式的方程。其矩陣形式與多端網路的約束關係類似。6組方程右端變數前的4個係數稱為二連線埠網路的參數,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連線埠網路。對於一個網路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連線埠網路的相互連線。它們之間的連線有5種方式,分別為串聯、並聯、串-並聯、並-串聯和級聯。這樣連線而成的網路仍為二連線埠網路。例如,電力系統中用於模擬遠距離輸電線的鏈型電路就是一些二連線埠網路級聯而成的。

分析

其符號如圖1所示。須要指出,只有當圖中1-1'和2-2'端都分別滿足連線埠條件(即I1=I1',I2=I2')時,才是雙口網路,否則是四端子網路。濾波器、均衡器、放大器等單輸入單輸出的部件都是雙口網路的例子。
雙口網路的外部特性,即連線埠上電壓、電流之間的關係,可以用有兩個方程的方程組來表示。由於可以用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路方程。這些 方程組中的係數稱作雙口網路參數;這幾套參數都是 描述雙口網路外部特性的,它們之間可以相互換算。這些參數都是網路某一連線埠開路或短路時,連線埠電壓、電 流等電量之比。例如在Z參數中,Z11是2-2'連線埠開路時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=0Z21 =U2/I1|I2=0等,它們都是連線埠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,它們都是連線埠短路時電流與電壓之比,所以又稱Y參數為短路導納參數。雙口網路的具體電路給定以後,它的網路參數也就隨之確定。表2是兩個例子。
圖1 雙口網路圖1 雙口網路
表1雙口網路方程及參數表1雙口網路方程及參數
表2  雙口網路參數舉例表2 雙口網路參數舉例
雙口網路的外部特性有時還用影像參數和散射參數來描述。影像參數是在連線埠終接影像阻抗負載條件 下定義的。它是網路影像參數設計法的基礎。散射參數是在連線埠終接實際負載條件下定義的,常用於微波網路以及濾波器、匹配網路等的分析設計。
若兩個雙口網路的某一套參數對應相等,則這兩個雙口網路等效。利用雙口網路等效,可以減少網路元件數目,使元件數值大小適當,網路結構更為合理,還可使理論研究工作得到簡化。

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