Una red

Una red de dos puertos es una red eléctrica o dispositivo con dos pares de terminales para conectar a los circuitos externos. Dos terminales constituyen un puerto si las corrientes aplicadas a ellos satisfacen el requisito esencial conocida como la condición de puerto: la corriente eléctrica entrar en uno de los terminales debe ser igual a la corriente que emerge desde el otro terminal en el mismo puerto. Los puertos constituyen interfaces en las que la red se conecta a otras redes, los puntos donde se aplican las señales o se toman salidas. En una red de dos puertos, puerto 1 a menudo se considera el puerto de entrada y el puerto 2 se considera el puerto de salida.

El modelo de red de dos puertos se usa en las técnicas de análisis de circuitos matemáticos para aislar partes de circuitos más grandes. Una red de dos puertos es considerado como un "recuadro negro", con sus propiedades especificadas por una matriz de números. Esto permite que la respuesta de la red a las señales aplicadas a los puertos a ser calculados fácilmente, sin resolver para todos los voltajes y las corrientes internas de la red. También permite a los circuitos o dispositivos similares para ser comparados fácilmente. Por ejemplo, los transistores son a menudo considerados como dos puertos, que se caracterizan por sus h-parámetros que se enumeran por el fabricante. Cualquier circuito lineal con cuatro terminales puede ser considerada como una red de dos puertos siempre que no contiene una fuente independiente y satisface las condiciones de puerto.

Ejemplos de circuitos analizados como dos puertos son filtros, redes de juego, líneas de transmisión, transformadores, y los modelos de pequeña señal de los transistores. El análisis de las redes de dos puertos pasivos es una consecuencia de la reciprocidad teoremas derivados por primera vez por Lorentz.

En dos modelos matemáticos del puerto, la red se describe por un 2 por 2 matriz cuadrada de los números complejos. Los modelos comunes que se utilizan se conocen como parámetros z-, y-los parámetros, los parámetros h-, g-parámetros, y los parámetros ABCD, cada describen de forma individual a continuación. Todos ellos están limitados a redes lineales desde una suposición subyacente de su derivación es que cualquier condición de circuito dado es una superposición lineal de varias condiciones del circuito de cortocircuito y abierto. Por lo general, se expresan en notación matricial, y establecen las relaciones entre las variables

, El voltaje en la conexión 1, la corriente en el puerto 1, tensión en el puerto 2, la corriente en el puerto 2

que se muestran en la figura 1 - Estas variables de corriente y tensión son más útiles en frecuencias bajas a moderadas. A altas frecuencias, el uso de la energía y las variables de energía es más apropiado, y el enfoque de corriente-voltaje de dos puertos se sustituye por un enfoque basado en parámetros de dispersión.

Propiedades generales

Hay algunas propiedades de dos puertos que se dan con frecuencia en las redes de prácticas y puede ser usado para simplificar en gran medida el análisis. Estos incluyen:

Redes recíprocos Una red se dice que es recíproca si el voltaje que aparece en el puerto 2 debido a una corriente aplicada en el puerto 1 es el mismo que el voltaje que aparece en el puerto 1, cuando el mismo se aplica corriente al puerto 2 - Intercambio de resultados de tensión y corriente en una definición equivalente de la reciprocidad. En general, una red será recíproco si consiste en su totalidad de los componentes pasivos lineales. En general, no será recíproco si contiene componentes activos, tales como generadores. Redes simétricas de una red es simétrica si su impedancia de entrada es igual a su impedancia de salida. Más a menudo, pero no necesariamente, las redes también son simétricas físicamente simétrica. A veces también redes antimetrical son de interés. Estas son redes en las que las impedancias de entrada y salida son los duales de los demás. Lossless red Una red sin pérdidas es uno que no contiene resistencias u otros elementos disipativos.

Parámetros de impedancia

donde

Tenga en cuenta que todos los parámetros-Z tienen dimensiones de ohms.

Para las redes de reciprocidad. Para las redes simétricas. Para redes sin pérdidas recíprocas Todos los comentarios son puramente imaginario.

EJEMPLO: BIPOLAR ESPEJO DE CORRIENTE CON DEGENERACIÓN DE EMISOR

La Figura 3 muestra un espejo de corriente bipolar con resistencias de emisor para aumentar su resistencia de salida. El transistor Q1 es diodo conectado, es decir, su tensión colector-base es cero. La figura 4 muestra el circuito equivalente de pequeña señal a la Figura 3 - El transistor Q1 está representado por su emisor resistencia rE VT/IE, una simplificación hecha posible debido a que la fuente de corriente dependiente en el modelo híbrido-pi para Q1 recibe la misma corriente que un resistencia de 1/gm conectado a través de RP. El segundo transistor Q2 está representado por su modelo híbrido-pi. Tabla 1 a continuación muestra las expresiones z-de parámetros que hacen que el circuito de z-equivalente de la figura 2 eléctricamente equivalente para el circuito de pequeña señal de la figura 4.

La retroalimentación negativa introducida por las resistencias RE se puede ver en estos parámetros. Por ejemplo, cuando se utiliza como una carga activa en un amplificador diferencial, I1-I2, haciendo que la impedancia de salida del espejo de aproximadamente R22-R21 2 RORE/en comparación con sólo rO sin realimentación. Al mismo tiempo, la impedancia en el lado de referencia del espejo es de aproximadamente R11 - R12, sólo un valor moderado, pero todavía mayor que RE sin retroalimentación. En la aplicación de amplificador diferencial, una gran resistencia de salida aumenta la ganancia en modo diferencia, una buena cosa, y una pequeña resistencia de entrada espejo es deseable para evitar el efecto de Miller.

Parámetros de Admisión

donde

Tenga en cuenta que todos los parámetros-Y tienen dimensiones de siemens.

Para las redes de reciprocidad. Para las redes simétricas. Para redes sin pérdidas recíprocas Todos los comentarios son puramente imaginario.

Parámetros híbridos

donde

Este circuito se selecciona a menudo cuando un amplificador de corriente es buscado en la salida. Las resistencias se muestran en el diagrama de impedancias

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