二端口网络:用端口参数拼接系统
约 14 分钟
放大器、滤波器、传输段可视为二端口,用Z、Y、h、ABCD或S参数描述端口电压电流或行波关系。参数选择取决于连接方式与频率范围,没有一种表示永远最好。
Z与Y参数
Z参数以端口电流为自变量,需开路条件测量;Y参数以端口电压为自变量,需短路条件。高频下理想开短路难实现,测量可改用S参数。
ABCD参数
传输矩阵适合级联,因为相邻模块的矩阵直接相乘。电流方向约定常让第二端口带负号,必须按同一教材或工具约定,不能混表格公式。
S参数
以参考阻抗下入射与反射波定义,S11表示输入反射,S21表示前向传输。S参数依频率、偏置和参考阻抗;端口重新归一化会改变数值。
互易与对称
线性无源互易网络满足相应参数关系,对称网络还有额外约束。含有源、磁偏置或时变元件时不能默认互易。
稳定与负载
器件在某参考阻抗测得的增益不保证任意源负载下稳定。端口模型只在指定线性工作点、频段和功率范围有效。
参数互换前先检查单位和奇异条件;某表示需要开路或短路,而真实器件可能在该条件下不稳定或超出线性区,代数可转换不等于实验可直接建立。
练习:把两段RC网络写成ABCD矩阵级联,再转换求输入阻抗并与直接节点法比较。
小纸条
为什么级联网络常优先使用 ABCD 参数?