75、电路的端子与端口表示法解析

电路的端子与端口表示法解析

1. 引言

在电路分析中，将大型电路分解为子电路并分别进行考虑是一种常用且有效的方法。子电路之间通过端子或端口相互连接，而端子和端口表示法能够描述子电路在与其他子电路连接时的行为。这种表示法并不关注网孔或节点方程的细节，因为这些细节对于描述子电路之间的相互作用并非必需。接下来，我们将详细探讨电路的端子和端口表示法，特别关注端子和端口的区别，并通过实际应用展示它们的实用性。

2. 端子表示法

2.1 基本概念

端子是用于连接子电路的节点。以图 2 - 1 所示的四端子网络为例，节点 a、b、c 和 d 为端子，可用于与其他电路连接，而节点 e 是电路内部节点，并非端子。端子电压（如 Va、Vb、Vc 和 Vd）是相对于任意参考节点的节点电压，端子电流（如 Ia、Ib、Ic 和 Id）描述了该子电路与其他子电路连接时的电流情况。端子表示法展示了端子电压和电流之间的关系，根据所选的独立变量不同，可能有多种等效表示形式。

2.2 端子方程的推导

对于图 2 - 1 中的示例网络，可通过编写节点方程来获得其端子表示。对于仅由电阻、电容和电感组成的无源网络，有更简单的方法。该示例电路的节点导纳矩阵为 5 行 5 列，矩阵的行和列按节点 a、b、c、d 和 e 的顺序对应。

节点导纳矩阵的对角元素计算公式为：
[Y_{ii} = \sum_{all branches incident to node i} y_{ik}]
非对角元素计算公式为：
[Y_{ij} = - \sum_{all branches incident to both nod