双口网络实验数据.doc

实验五　双口网络测试 一、实验目的 　　1. 加深理解双口网络的基本理论。 2. 掌握直流双口网络传输参数的测量技术。 二、原理说明 　　对于任何一个线性网络，我们所关心的往往只是输入端口和输出端口的电压和电流之间的相互关系，并通过实验测定方法求取一个极其简单的等值双口电路来替代原网络，此即为“黑盒理论”的基本内容。 　　1. 一个双口网络两端口的电压和电流四个变量之间的关系， 可以用多种形式的参数方程来表示。本实验采用输出口的电压U2和电流I2作为自变量，以输入口的电压U1和电流I1作为应变量，所得的方程称为双口网络的传输方程，如图1所示的无源线性双口网络（又称为四端网络）的传输方程为： U1＝AU2＋BI2； I1＝CU2＋DI2。 式中的A、B、C、D为双口网络的传输参数，其值完全决定于网络的拓扑结构及各支路元件的参数值。这四个参数表征了该双口网络的基本特性，它们的含义是： U1O 　　　A＝ ── （令I2＝0，即输出口开路时） U2O U1s 　　　B＝ ── （令U2＝0，即输出口短路时） I2s I1O 　　 C＝ ── （令I2＝0，即输出口开路时） U2O I1s 　 　D＝ ── （令U2＝0，即输出口短路时） 图 1 I2s 　　由上可知，只要在网络的输入口加上电压，在两个端口同时测量其电压和电流，即可求出A、B、C、D四个参数，此即为双端口同时测量法。 2. 若要测量一条远距离输电线构成的双口网络， 采用同时测量法就很不方便。这时可采用分别测量法，即先在输入口加电压，而将输出口开路和短路，在输入口测量电压和电流，由传输方程可得： U1O 　A 　　　R1O＝ ──＝──（令I2＝0，即输出口开路时） I1O C U1s 　B R1s＝ ──＝──（令U2＝0，即输出口短路时） I1s D 然后在输出口加电压，而将输入口开路和短路，测量输出口的电压和电流。此时可得 　 U2O 　 D 　　　R2O＝ ──＝──（令I1＝0，即输入口开路时） I2O C 　 U2s 　 B 　　　R2s＝ ──＝ ──（令U1＝0，即输入口短路时） I2s A R1O，R1s，R2O，R2s分别表示一个端口开路和短路时另一端口的等效输入电阻，这四个参数中只有三个是独立的（∵ AD－BC＝1）。至此，可求出四个传输参数： A＝， B＝R2SA， C＝A/R1O， D＝R2OC 3. 双口网络级联后的等效双口网络的传输参数亦可采用前述的方法之一求得。 从理论推得两个双口网络级联后的传输参数与每一个参加级联的双口网络的传输参数之间有如下的关系：　A＝A1A2＋B1C2 B＝A1B2＋B1D2 　 　C＝C1A2＋D1C2 D＝C1B2＋D1D2 实验设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备注 1 可调直流稳压电源 0～30V 1 2 数字直流电压表 0～200V 1 3 数字直流毫安表 0～200mA 1 4 双口网络实验电路板 1 自制 四、实验内容 双口网络实验线路如图2所示。将直流稳压电源的输出电压调到10V，作为双口网络的输入。 图21. 按同时测量法分别测定两个双口网络的传输参数A1、B1、C1、D 1和A2、B2、C2、D2，并列出它们的传输方程。 图2 双 口 网 络 I 输出端开路I12=0 测 量 值 计 算 值 U11O（V） U12O（V） I11O（mA） A1 B1 10 7’181 14.083 1.3921 0.6176 输出端短路U12=0 U11S（V） I11S（mA） I12S（mA） C1 D1 10 0.026 0.016 1.9609 1.5884 双 口 网 络 II 输出端开路I22=0 测 量 值 计 算 值 U21O（V） U22O（V） I21O（mA） A2 B2 10 3.704 0.062 2.6997 0.5099 输出端短路U22=0 U21S（V） I21S（mA） I22S（mA） C2 D2 10 0.069 0.020 16.832 3.5499 双口网络1的传输方程：U1=1.391U2+0.618I2 I1=1.961U2+1.588I2 2. 将两个双口网络级联，即将网络I的输出接至网络II的输入。 用两端口分别测量法测量级联后等