Как найти Z-параметры двухпортовой сети
Что такое параметры Z?
Параметры Z (также известные как импедансные параметры или параметры открытого контура) — это свойства, используемые в электротехнике для описания электрического поведения линейных электрических цепей. Эти параметры Z используются в матрицах Z (матрицах импеданса) для расчета входящих и исходящих напряжений и токов сети.
Параметры Z также известны как "параметры импеданса открытого контура", поскольку они рассчитываются при условиях открытого контура. Это означает, что Ix=0, где x=1, 2 относится к входным и выходным токам, протекающим через порты двухпортовой сети.
Параметры Z часто используются вместе с параметрами Y, параметрами h и параметрами ABCD для моделирования и анализа линий передачи.
Как найти параметры Z в двухпортовых сетях
В приведенном ниже примере показано, как рассчитать параметры Z двухпортовой сети. Обратите внимание, что параметры Z также известны как импедансные параметры, и эти термины используются взаимозаменяемо в этих примерах.
Вход и выход двухпортовой сети могут быть либо напряжением, либо током.
Если сеть питается от напряжения, это можно представить следующим образом.
Если сеть питается от тока, это можно представить следующим образом.
Из обоих рисунков выше ясно, что существует только четыре переменные. Одна пара переменных напряжения V1 и V2 и одна пара переменных тока I1 и I2. Таким образом, существует только четыре соотношения напряжения к току, и они следующие:
Эти четыре соотношения считаются параметрами сети. Мы все знаем,
Поэтому эти параметры называются либо импедансными параметрами, либо параметрами Z.
Значения этих параметров Z двухпортовой сети могут быть вычислены, сделав один раз
и еще один раз
Для объяснения, сначала сделаем выходной порт сети разомкнутым, как показано ниже.
В этом случае, так как выход разомкнут, не будет ток на выходном порту. То есть
В этом состоянии отношение входного напряжения к входному току математически выражается как:
Это называется входным импедансом сети, когда выход открыт. Он обозначается Z11
Таким образом, наконец,
Аналогично,
Теперь, источник напряжения V2 подключается к порту 2, который является выходным портом, а порт 1 или входной порт остается открытым, как показано ниже
Теперь отношение V2 и I2 при I1=0 составляет:
