浅谈双口网络参数的课堂教学

白凤仙，董维杰，解永平，邸 新

(大连理工大学电子信息与电气工程学部，辽宁 大连 116023)

双口网络是电路理论教学的重要内容之一，是描述和分析具有多个接线端元件或网络的重要工具[1]。双口网络的概念在若干后续课程和实际科研中有重要的应用。如何让学生学好并灵活应用网络参数分析一些电路特性一直是电路理论教学探讨的问题。笔者在双口网络的课堂教学中结合实际应用，在对Y、G、H和Z四种参数的基本概念做了介绍之后，以压电变压器(以下简称PT)经典集总参数电路模型为研究对象，利用压电变压器四种可能的连接方式的特点，结合教学内容对Y、G、H和Z四种参数做了详细的分析。让学生真正地体会到四种参数的灵活应用，进一步通过压电变压器电气特性的介绍了解导纳、有功功率和效率等概念，使他们从抽象到具体地认识双口网络。

1 PT电路模型和双口网络Y参数

1.1 PT等效电路模型

电压变压器PT经典集总参数电路模型如图1所示[2，3]。图中各元件的值为PT谐振频率附近的等效值，其中R、C、L组成串联谐振支路，Cin和Co是PT的输入电容和输出电容，理想变压器的变比为1:N。这些参数均取决于压电变压器的材料参数和几何尺寸[4]。

图1 PT经典集总参数电路模型

1.2 PT端口电气特性

图1所示单片PT的电路模型为型线性无源双口网络，其端口电压和电流关系用导纳矩阵Y参数描述比较方便，如图2所示[5]。其中YL=GL+jBL表示负载的导纳，参数y11、y12、y21和y22为 Y参数的四个元素。

图2 用Y参数表示的单片PT双口网络