H-Parameter (Hybrid-Parameter) in Zweiportnetzwerken
Was sind H-Parameter (Hybrid-Parameter?)
Hybrid-Parameter (auch bekannt als h-Parameter) werden als 'hybride' Parameter bezeichnet, da sie Z-Parameter, Y-Parameter, Spannungsverhältnisse und Stromverhältnisse verwenden, um die Beziehung zwischen Spannung und Strom in einem Zweipolnetzwerk darzustellen. H-Parameter sind nützlich, um die Eingabe-Ausgabe-Charakteristiken von Schaltungen zu beschreiben, bei denen es schwierig ist, Z- oder Y-Parameter zu messen (wie z.B. in einem Transistor).
H-Parameter fassen alle wichtigen linearen Eigenschaften des Schaltkreises zusammen, sodass sie sehr nützlich für Simulationszwecke sind. Die Beziehung zwischen Spannungen und Strömen in h-Parametern kann wie folgt dargestellt werden:
Dies kann in Matrixform dargestellt werden als:
Um zu veranschaulichen, wo h-Parameter nützlich sind, betrachten wir den Fall eines idealen Transformators, bei dem Z-Parameter nicht verwendet werden können. Da hier die Beziehungen zwischen Spannungen und Strömen in diesem idealen Transformator wären,
Da die Spannung eines idealen Transformators nicht in Abhängigkeit vom Strom ausgedrückt werden kann, ist es unmöglich, einen Transformator mit Z-Parametern zu analysieren, da ein Transformator keine Z-Parameter hat. Das Problem kann stattdessen durch die Verwendung von hybriden Parametern (d.h. h-Parametern) gelöst werden.
Wie man H-Parameter in Zweipolnetzwerken findet
Lassen Sie uns den Ausgangsport eines Zweipolnetzwerks kurzschließen, wie unten gezeigt:
Nun, das Verhältnis der Eingangsspannung zur Eingangsstromstärke, bei kurzgeschlossenem Ausgangsport, ist:
Dies wird als Kurzschluss-Eingangsimpedanz bezeichnet. Nun, das Verhältnis des Ausgangsstroms zum Eingangsstrom bei kurzgeschlossenem Ausgangsport ist:
Dies wird als Kurzschluss-Stromgewinn des Netzwerks bezeichnet. Nun, lassen Sie uns den Port 1 offenlegen. In diesem Zustand gibt es keinen Eingangsstrom (I1=0), aber eine offene Schaltungsspannung V1 erscheint am Port 1, wie unten gezeigt:
Nun:
Dies wird als Umkehrspannungsgewinn bezeichnet, da dies das Verhältnis der Eingangsspannung zur Ausgangsspannung des Netzwerks ist, während der Spannungsgewinn als das Verhältnis der Ausgangsspannung zur Eingangsspannung eines Netzwerks definiert ist.
Nun:
Es wird als offene Schaltungsausgangsadmittanz bezeichnet.
h-Parameteräquivalenznetzwerk eines Zweipolnetzwerks
Um das h-Parameter-äquivalenznetzwerk eines Zweipolnetzwerks zu zeichnen, müssen wir zunächst die Gleichungen für Spannungen und Ströme unter Verwendung von h-Parametern aufschreiben. Diese lauten:
