Network-theory-twoport-networks
ネットワーク理論-2ポートネットワーク
一般に、入力変数と出力変数の関係を示す同等のモデルで表される電気ネットワークは簡単に分析できます。 このために、* 2ポートネットワーク*表現を使用できます。 名前が示すとおり、2つのポートネットワークには2つのポートが含まれています。 このうち、一方のポートは入力ポートとして使用され、もう一方のポートは出力ポートとして使用されます。 最初と2番目のポートは、それぞれport1とport2と呼ばれます。
- 1ポートネットワーク*は2端子の電気ネットワークであり、1つの端子から電流が入り、別の端子から流れます。 抵抗、インダクタ、およびコンデンサは、それぞれに2つの端子があるため、1つのポートネットワークの例です。 次の図に、1つのポートネットワーク表現を示します。
ここで、1対1のターミナルはポートを表します。 この場合、1ポートネットワークであるため、ポートは1つだけです。
同様に、* 2ポートネットワーク*は、各ポートの1つの端子から電流が入り、別の端子から出る2端子電気ネットワークのペアです。 次の図に、2ポートネットワークの表現を示します。
ここで、1組の端末1＆1 'は port1 と呼ばれる1つのポートを表し、もう1組の端末2＆2’は port2 と呼ばれる別のポートを表します。
図に示すように、2ポートネットワークには* 4つの変数* V〜1〜、V〜2〜、I〜1〜、およびI〜2〜があります。 このうち、2つの変数を独立として選択し、別の2つの変数を従属として選択できます。 したがって、方程式の6つの可能なペアを取得します。 これらの方程式は、独立変数の観点から従属変数を表します。 独立変数の係数は、*パラメータ*と呼ばれます。 したがって、方程式の各ペアは4つのパラメーターのセットを提供します。
2ポートネットワークパラメーター
2ポートネットワークのパラメーターは、* 2ポートネットワークパラメーター*または単に2ポートパラメーターと呼ばれます。 2つのポートネットワークパラメータのタイプは次のとおりです。
- Zパラメーター
- Yパラメーター
- Tパラメーター
- T ’パラメーター
- hパラメータ
- gパラメータ
次に、これら2つのポートネットワークパラメータについて1つずつ説明します。
Zパラメーター
変数V〜1〜＆V〜2〜を従属として、I〜1〜＆I〜2〜を独立と見なすことにより、次の2つの式のセットを取得します。 独立変数の係数I〜1〜およびI〜2〜は、* Zパラメーター*と呼ばれます。
V_1 = Z _ \ {11} I_1 + Z _ \ {12} I_2
V_2 = Z _ \ {21} I_1 + Z _ \ {22} I_2
- Zパラメーター*は
Z _ \ {11} = \ frac \ {V_1} \ {I_1}、\：\：I_2 = 0 の場合
Z _ \ {12} = \ frac \ {V_1} \ {I_2}、\：when \：I_1 = 0
Z _ \ {21} = \ frac \ {V_2} \ {I_1}、\：\：I_2 = 0 の場合
Z _ \ {22} = \ frac \ {V_2} \ {I_2}、\：when \：I_1 = 0
Zパラメーターは、単純に電圧と電流の比率であるため、*インピーダンスパラメーター*と呼ばれます。 Zパラメーターの単位はオーム（＆ohm;）です。
port2の開回路を行うことにより、2つのZパラメーター、Z〜11〜およびZ〜21〜を計算できます。 同様に、port1の開回路を行うことにより、他の2つのZパラメーター、Z〜12〜およびZ〜22〜を計算できます。 したがって、Zパラメーターは*開回路インピーダンスパラメーター*とも呼ばれます。
Yパラメーター
変数I〜1〜＆I〜2〜を従属として、V〜1〜＆V〜2〜を独立と見なすことにより、次の2つの式のセットを取得します。 独立変数V〜1〜およびV〜2〜の係数は、* Yパラメーター*と呼ばれます。
I_1 = Y _ \ {11} V_1 + Y _ \ {12} V_2
I_2 = Y _ \ {21} V_1 + Y _ \ {22} V_2
- Yパラメーター*は
Y _ \ {11} = \ frac \ {I_1} \ {V_1}、\：\：V_2 = 0 の場合
Y _ \ {12} = \ frac \ {I_1} \ {V_2}、\：\：V_1 = 0 の場合
Y _ \ {21} = \ frac \ {I_2} \ {V_1}、\：\：V_2 = 0 の場合
Y _ \ {22} = \ frac \ {I_2} \ {V_2}、\：\：V_1 = 0 の場合
Yパラメーターは、単にアドミタンスパラメーター*と呼ばれます。これは、これらが単に電流と電圧の比率であるためです。 Yパラメーターの単位はmhoです。
port2を短絡することにより、Y〜11〜とY〜21〜の2つのYパラメーターを計算できます。 同様に、port1を短絡させることにより、他の2つのYパラメーター、Y〜12〜およびY〜22〜を計算できます。 したがって、Yパラメーターは*短絡アドミタンスパラメーター*とも呼ばれます。
Tパラメーター
変数V〜1〜＆I〜1〜を従属として、V〜2〜＆I〜2〜を独立と見なすことにより、次の2つの式のセットを取得します。 V〜2〜および-I〜2〜の係数は、* Tパラメーター*と呼ばれます。
V_1 = A V_2-B I_2
I_1 = C V_2-D I_2
- Tパラメーター*は
A = \ frac \ {V_1} \ {V_2}、\：when \：I_2 = 0
B =-\ frac \ {V_1} \ {I_2}、\：\：V_2 = 0 の場合
C = \ frac \ {I_1} \ {V_2}、\：when \：I_2 = 0
D =-\ frac \ {I_1} \ {I_2}、\：\：V_2 = 0 の場合
Tパラメーターは、伝送パラメーターまたは* ABCDパラメーター*と呼ばれます。 パラメーターAおよびDには単位がありません。これらは次元が小さいためです。 パラメーターの単位BとCは、それぞれオームとモーです。
port2を開回路することで、AとCの2つのパラメーターを計算できます。 同様に、port2を短絡させることにより、他の2つのパラメーターBとDを計算できます。
T ’パラメーター
変数V〜2〜＆I〜2〜を従属として、V〜1〜＆I〜1〜を独立と見なすことにより、次の2つの式のセットを取得します。 V〜1〜および-I〜1〜の係数は* T ’パラメーター*と呼ばれます。
V_2 = A 'V_1-B' I_1
I_2 = C 'V_1-D' I_1
- T ’パラメーター*は
A '= \ frac \ {V_2} \ {V_1}、\：when \：I_1 = 0
B '=-\ frac \ {V_2} \ {I_1}、\：when \：V_1 = 0
C '= \ frac \ {I_2} \ {V_1}、\：when \：I_1 = 0
D '=-\ frac \ {I_2} \ {I_1}、\：\：V_1 = 0 の場合
T 'パラメーターは、逆伝送パラメーターまたは* A’B’C’D’パラメーター*と呼ばれます。 パラメータA 'およびD’には単位がありません。これらは寸法が小さいためです。 パラメーターの単位、B 'およびC’は、それぞれOhmおよびMhoです。
port1の開回路を行うことにより、A ’とC’の2つのパラメーターを計算できます。 同様に、port1を短絡させることにより、他の2つのパラメーターB ’およびD’を計算できます。
hパラメータ
変数V〜1〜＆I〜2〜を従属として、I〜1〜＆V〜2〜を独立と見なすことにより、次の2つの式のセットを取得します。 独立変数の係数I〜1〜およびV〜2〜は、 h-parameters と呼ばれます。
V_1 = h _ \ {11} I_1 + h _ \ {12} V_2
I_2 = h _ \ {21} I_1 + h _ \ {22} V_2
hパラメータは
h _ \ {11} = \ frac \ {V_1} \ {I_1}、\：when \：V_2 = 0
h _ \ {12} = \ frac \ {V_1} \ {V_2}、\：when \：I_1 = 0
h _ \ {21} = \ frac \ {I_2} \ {I_1}、\：when \：V_2 = 0
h _ \ {22} = \ frac \ {I_2} \ {V_2}、\：when \：I_1 = 0
hパラメータは*ハイブリッドパラメータ*と呼ばれます。 パラメータh〜12〜およびh〜21〜には単位がありません。これらは次元がないためです。 パラメータの単位h〜11〜およびh〜22〜は、それぞれOhmおよびMhoです。
port2を短絡させることにより、h〜11〜とh〜21〜の2つのパラメーターを計算できます。 同様に、他の2つのパラメーターh〜12〜とh〜22〜は、port1の開回路を行うことで計算できます。
hパラメータまたはハイブリッドパラメータは、トランジスタモデリング回路（ネットワーク）で役立ちます。
gパラメータ
変数I〜1〜＆V〜2〜を従属として、V〜1〜＆I〜2〜を独立と見なすことにより、次の2つの式のセットを取得します。 独立変数の係数V〜1〜およびI〜2〜は、* gパラメーター*と呼ばれます。
I_1 = g _ \ {11} V_1 + g _ \ {12} I_2
V_2 = g _ \ {21} V_1 + g _ \ {22} I_2
- g-パラメータ*は
g _ \ {11} = \ frac \ {I_1} \ {V_1}、\：when \：I_2 = 0
g _ \ {12} = \ frac \ {I_1} \ {I_2}、\：when \：V_1 = 0
g _ \ {21} = \ frac \ {V_2} \ {V_1}、\：when \：I_2 = 0
g _ \ {22} = \ frac \ {V_2} \ {I_2}、\：\：V_1 = 0 の場合
gパラメータは inverse hybrid parameters と呼ばれます。 パラメータg〜12〜およびg〜21〜には単位がありません。これらは寸法が小さいためです。 パラメーターの単位、g〜11〜およびg〜22〜はそれぞれmhoおよびohmです。
port2の開回路を行うことで、g〜11〜とg〜21〜の2つのパラメーターを計算できます。 同様に、port1を短絡させることにより、他の2つのパラメーターg〜12〜およびg〜22〜を計算できます。
