уравнения
Ul |
|
(17.20) |
li- |
|
# 2 1 ^ 1 + # 2 2 ^ 2 . |
или |
'Un |
|
|
H12 |
h |
|
H22 Ù2. |
и матрица |
|
|
|
il |
(17.21) |
|
|
|
21 |
H22/ |
Выбор той или иной |
матрицы |
зависит исключительно от той |
задачи, которая в данном случае решается. Матрица Я , например,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
часто |
применяется |
при рассмот |
|
рении схем с транзисторами, так |
|
как режим |
транзистора, |
опреде |
|
ляется |
входным |
током 7Х |
и вы |
|
ходным напряжением (].г . |
|
|
Соотношения |
между |
элемен |
|
тами различных матриц даны в |
|
табл. 17.1. |
|
|
|
|
|
|
Наиболее |
важным |
соедине |
|
нием |
четырехполюсников |
яв |
|
ляется |
каскадное |
соединение, |
к е . 17.8 |
когда выходные зажимы |
первого |
|
четырехполюсника |
соединяются |
с входными зажимами второго (рис. 17.9). Часто применяется каскадное соединение большого числа (цепочка) четырехполюсни
1
-0
К '
0
Рис. 17.9
ков. При каскадном соединении выходное напряжение первого четырехполюсника равно входному напряжению второго.
Необходимо согласовать направления токов — выходного пер вого четырехполюсника и входного второго так, чтобы можно было написать / 2 = І"х. Для этого необходимо изменить положитель ное направление выходного тока, что и сделано на рис. 17.9. При каскадном соединении четырехполюсников в дальнейшем будем считать направление выходного тока положительным, если ток выходит из четырехполюсника через верхний зажим, как показано на рис. 17.9. Это направление противоположно показанному на
|
,4 |
Л11 |
^12 |
Л2 1 |
Л2 3 |
|
1 Л 1 |
Л2 1 |
Л2 ] |
1 |
л 2 2 |
А2і |
Л2 1 |
А 22 |
! А 1 |
Лі2 |
Л 1 2 |
- 1 |
Лц |
А12 |
Л)2 |
Л21 -ИІ |
Л и |
Л п |
1 |
Л1 2 |
Лц |
An |
Alt |
\A\ |
A 22 |
^2? |
- i |
л 2 І |
Л2 2 |
л 2 2 |
|
z |
|
Zu |
|
i 2 |
1 |
|
Z 2 2 |
Z 21 |
|
Z 21 |
Z n |
Z 1 2 |
Z 21 |
Z 22 |
Z 2 2 |
|
z ] 2 |
| Z | |
|
| Z | |
— Z2 i |
Zn |
\z\ |
|
\z\ |
I |
|
- 2 U |
Z\i |
|
z u |
Z21 |
|
\Z\ |
Zu |
|
Zn |
! z |
I |
z ] 2 |
Z 2 |
2 |
Z 2 2 |
- Z „ |
1 |
Z 2 2 |
|
Z 2 2 |
1 - F 2 2 |
- 1 |
Y 21 |
У21 |
- |
y „ |
^21 |
^21 |
^22 ^12
ІП 1K|
— ^21 ІП^11
\Y\
^11 ^12
Y 21 K 2 2
\У\ У12
У 22 У22
-У21 1
^22 |
^22 |
1 |
- Y 12 |
Y и |
Y и |
Y л |
\Y\ |
Yu |
Yu |
Т а б л и ц а 17.1
|
|
К |
|
|
п |
|
|
1 |
к п |
~\Н\ |
|
|
-Ни |
|
К 21 |
К a |
//21 |
|
|
нп |
|
Kn |
\K\ |
— Я 2 2 |
|
— 1 |
|
K21 |
K21 |
я 2 1 |
|
|
нгі |
|
1 |
- Ki-, |
\н\ |
|
|
ны |
|
Ки |
Kn |
H 22 |
|
^22 |
|
K21 |
1 К ! |
-Hti |
|
|
1 |
|
К и |
Ки |
Я 2 |
2 |
|
Я 2 2 |
|
\K\ |
Ki2 |
1 |
|
- |
И 12 |
|
К?2 |
К22 |
Нц |
|
|
Ни |
- |
К п |
1 |
И21 |
|
1 н \ |
|
^22 |
К22 |
Ни |
|
|
Hu |
|
Кц |
Ки |
h'„ |
|
|
- H l t |
|
\н\ |
|
|
\H\ |
|
|
|
|
|
|
К 21 К22 |
- H |
21 |
Ни |
|
\н\ |
|
|
\H\ |
|
|
|
|
|
|
К22 |
^12 |
Нц |
|
|
н п |
|
\к\ |
\к\ |
|
|
|
|
- |
Кгі |
Кц |
H 21 |
|
Hi2 |
|
\к\ |
\к\ |
|
|
|
|
|
|
\А — Л и Л 2 2 — Л1 2 Л2 1 , 1 Z I — Z U Z 2 2 — Z 1 2 Z 2 |
1 , І^і — ^]1^22 — ^іг ^ Д і |
1 К ! = КцКп-КаКа. |
| Я | = |
Н и Н п - Н и Н л . |
m = ^ K |
т=фч І*І=НК i " H-JK |
/1 2 1 |
Л 12 |
Л п |
" а я |
рис. 17.1 очень удобному при применении матриц (Z) и (Y). Сказан ное объясняет знак «минус» перед / 2 в уравнениях (17.10). С учетом изменения направления выходного тока уравнения (17.10) записы ваются так:
. (Ji = AnÜ2 + A j 2 , \ |
7 |
/і = Л2 1 с72 + Л 2 2 / 2 |
j |
' |
или |
(An |
|
|
Ui |
|
(17.23) |
|
A2i Л 22, |
|
|
|
|
Итак, в дальнейшем ток |
/ 2 будет обозначать ток, |
проходящий |
через выходные зажимы, вне зависимости |
от выбранного положи |
тельного направления. Для определения параметров четырехпо люсника и при применении матриц Z и У будет принято положи тельное направление тока Д, указанное на рис. 17.1, при каскад ном соединении четырехполюсников и при применении матрицы А — направление, указанное на рис. 17.9. При каскадном соединении четырехполюсников действительны две системы уравнений типа уравнения (17.23):
[ Щ \ 1 А П |
АП\Ш;\ |
|
/О'Л/А'п |
|
А';л/щ\ |
[l'J |
U , |
A-J[l't)' |
|
UÏ, |
A;J{i;r |
Для эквивалентного четырехполюсника, |
заменяющего два кас- |
кадно соединенных, |
|
|
|
|
|
|
ù \ \ j A n |
АПЧА;, |
А;ЛІО;\ |
|
І[) |
\АП |
A'J\A'n |
A'J\ni |
или согласно правилу умножения матриц |
|
|
|
[AnAU |
+ A'vAïi |
А'пАи + |
А-пА'ю)\П)' |
Таким образом, матрица |
|
эквивалентного |
четырехполюсника |
при каскадном соединении равна произведению матриц соединен ных четырехполюсников:
(А) = (А') (А").
Естественно задать вопрос: зачем применяется столь большое количество разнообразных матриц и параметров? Ответ заключается в том, что желательно применять такую матрицу, при которой в дан ной задаче получаются наиболее простые формулы. Переход же от одной матрицы к другой с помощью табл. 17.1 не представляет за труднений. В дальнейшем будем применять обобщенную матрицу, и положительные направления токов выбирать так, как указано на рис. 17.9. Определим матрицы А для наиболее простых четырех полюсников.
§17.3. Простые четырехполюсники
1.Одноэлементные и двухэлементные четырехполюсники. Рас смотрим часто встречающиеся четырехполюсники.
Наиболее простым является прямое соединение (рис, 17.10, а). Так как в этом случае
обобщенная матрица имеет вид
Для скрещенного соединения (рис. 17.10, б) матрица
|
-1 |
0\ |
|
|
0 |
- 1 |
|
|
|
5) |
|
0- |
- 0 |
\ù7 |
X |
|
|
|
|
|
Рис. 17.10
Одноэлементный четырехполюсник с последовательно включен ным сопротивлением (рис. 17.11, а) определяется следующими уравнениями передачи:
|
—0 |
0— |
v— |
4S |
-0 |
|
Рис. |
17.11 |
Его обобщенная матрица
(А) = \0 1
Для одноэлементного четырехполюсника с параллельно включен ным сопротивлением (рис. 17.11, б) матрица
(Л)
0\
1
Г-образный четырехполюсник (рис. 17.12, а) получается путем каскадного соединения этих двух одноэлементных четырехполюс ников. Его обобщенная матрица может быть получена перемноже нием вышеприведенных матриц:
(17.24)
Таким же образом получается матрица А обращенного Г-образ- ного четырехполюсника (рис. 17.12,6):
1 z A / i о \ |
/ 1 + 7- z, |
|
|
(17.25) |
\Z2 -1 I |
\ z 2 |
1 |
По сравнению с предыдущей матрицей |
поменялись местами Ап |
и А 22. |
|
|
а) |
В) |
|
- 0 |
0-* |
|
I и, |
|
U2 |
-0 |
0— |
-0 |
Vue. |
17.12 |
|
2. Трехэлементные четырехполюсники. Широко применяется симметричный Т-образный четырехполюсник (рис. 17.13). Он может
0-
4
П1
•4
быть получен с помощью каскадного соединения двух одинаковых Г-образных четырехполюсников: обращенного и прямого. Его обоб щенная матрица
|
(17.26) |
Для Егесимметричного Т-образного |
четырехполюсника (см. |
рис. 17.2) обобщенная матрица может |
быть получена, например, |
как произведение матриц одноэлементного четырехполюсника с по следовательно включенным сопротивлением и Г-образного четырех полюсника:
/1 Zi\ |
/ , _ j _ |
Zx_ ZXZ2 + 2 ^ 3 + Z2Z3 \ |
0 |
|
|
Необходимо |
заметить, что в схеме |
рис. 17.2 сопротивление Z2 |
в два раза больше сопротивления Z2 в схеме симметричного четы |
рехполюсника |
рис. 17.13. |
|