Рассмотрим пассивный четырехполюсник, обозначив пары его зажимов 1-1’ и 2-2’ (рис.9.2).
Напряжение на зажимах 1-1’ обозначим U 1, а на зажимах 2-2’ – U 2. Токи, относящиеся к зажимам 1-1’ обозначим I 1, а к зажимам 2-2’ – I 2.
Пусть направления токов соответствуют I 1 и I 2; такое направление токов называют прямой передачей. Если направления токов противоположны I 1’ и I 2’, то это обратная передача.
Соотношения между токами и напряжениями на входе и выходе четырехполюсника в зависимости от направлений токов описываются шестью формами уравнений.
Форма используется при прямой передаче (прямом включении четырехполюсника) и выражает зависимость напряжения и тока на входе четырехполюсника от напряжения и тока на выходе (рис. 9.3).
.
Форма позволяет выразить напряжение и ток на выходе четырехполюсника через напряжение и ток на входе и используется при обратной передаче (рис. 9.4)
.
Часто при использовании этих двух форм вместо коэффициентов А 11, А 12, А 21, А 22 и В 11, В 12, В 21, В 22 используют коэффициенты A, B, C, D. В этом случае уравнения в и формах примут следующий вид:
и .
Параметры A,B,C,D называются коэффициентами или постоянными четырехполюсника. Они зависят от конфигурации схемы четырехполюсника, величин входящих в него сопротивлений и от частоты. Коэффициент В имеет размерность сопротивления, коэффициент С – проводимости, коэффициенты A и D безразмерны.
Если четырехполюсник обратимый, то для него определитель системы уравнений равен 1, то есть
.
Для симметричного четырехполюсника A = D.
Мы рассмотрели два варианта направления токов. В радиотехнике и электронике часто используется третий вариант передачи, при котором входной и выходной токи направлены в сторону четырехполюсника (рис. 9.5).
Для такого направления токов используют четыре различных формы уравнений.
форма позволяет выразить токи на входе и выходе четырехполюсника через напряжения на входе и выходе:
.
Все коэффициенты у имеют размерность проводимостей.
форма позволяет выразить напряжения на входе и выходе четырехполюсника через входной и выходной токи:
.
Все коэффициенты имеют размерность сопротивлений.
форма устанавливает зависимость напряжения на входе и тока на выходе от входного тока и выходного напряжения:
.
Здесь h 11 имеет размерность сопротивления; h 22 – размерность проводимости; h 12 и h 21 – безразмерные величины.
форма устанавливает связь между током на входе и напряжением на выходе с напряжением на входе и током на выходе:
.
Коэффициент g 11 имеет размерность проводимости; g 22 – сопротивления; коэффициенты g 12 и g 21 безразмерны.
Коэффициенты всех форм уравнений взаимосвязаны, и путем несложных преобразований можно перейти от коэффициентов одной формы к коэффициенам другой. Формулы перехода от одних коэффициентов к другим приводятся в справочной литературе.