2单口网络的测试及等效电路 - 长江大学.ppt

长江大学 龙从玉 * 长江大学 龙从玉 * 二、单口网络的测试及等效电路 2.1、直流稳压电源。 2.2、模拟电路实验箱或电路板。 2.3、数字万用表及可调电阻（电位器）等。 2.4、附：有关仪器的使用说明。 1、实验目的 2、实验设备与实验器材 1.1、学习单口网络外特性的测量方法。 1.2、测量单口网络等效参数，验证戴维南定理。 1.3、掌握有源二端网络的伏安法、半压法和零示法等典型的电路参数测量方法。 * 电源开关 输出开关 电压 旋钮 电压 旋钮 电流 旋钮 电流 旋钮 输出3 电压指示 电压 指示 设定电流 输出电流 1）直流稳压电源 SS3323直流电源使用说明 图-1 设定电流 输出电流 CH3显示选择 * * 长江大学 龙从玉 输出1 输出2 CH1/CH2联接按键按左键: 电源串联按两键:电源并联 戴 维 南 电 路 * 长江大学 龙从玉 * 3.2 、戴维南定理：任何线性有源二端电路都可以用一个电压源UTH与电阻RTH串联的等效电路代换，其中电压源UTH大小就是有源二端电路的开路电压UOC；电阻RTH大小是有源二端电路除去电源的等效电阻RO 。 图-1 戴维南定理示意图 3.1、单口网络的外特性 任何二端元件的外特性都可用该元件的端电压与通过该元件的电流的函数关系：I=f(u)来表示。关系曲线—伏安特性曲线。 单口网络外特性用实际电压源代换，其伏安关系:U=US-RSI。 3、实验原理 有源 二端 网络 a b UOC ＋ UTH － RTH UOC a b 戴维南 定理的验证 I I * 长江大学 龙从玉 * 1）伏安法测量单口网络内阻RO：在改变外接电阻的状态下，测量二端网络端口的外特性-伏安曲线如图-2，此特性曲线的斜率tanφ=?U/?I 为此二端网络内阻RO 即：RO=?U/?I 。 图-2 有源二端网络伏安特性曲线 △I △U 3.3、线性有源单口网络等效参数的测量方法 I 0 U 2）开路电压、短路电流法:分别测量二端网络端口开路电压UOC，测量端口短路电流ISC。 则等效电阻：RO =?U/?I =UOC/ISC，如图-2。 U0C ISC A B 事实上，开路电压法与短路电流法是伏安法的两个特殊测量点。 短路法的使用前，应了解网络特性，防止因短路对内网络的损坏。 * 长江大学 龙从玉 * 4）零示法测量UOC：调节与单口网络并联的可调电源电压，使二者的电压差V=0，测量相应UL值，UL=UOC。如图-4。 零示法通常用来测量高内阻或小电流网络端口电压。 3） 半压法测量网络内阻RO：调节二端网络端口所外接电阻值RL，使 UL’ =UOC/2，测量相应的RL’ 值，则RO=RL’，如图-3。半压法是最常用的网路内阻测量法。 3.3、线性有源单口网络等效参数的测量方法 UL=UOC/2 RL’ =RO 图-3 半压法 测输出电阻RO 有源 二端 网络 可调 电源 US V=0 图-4 零示法 测开路电压UOC 有源 二端 网络 a b UOC RL I UL 上述两种间接测量法又称替代测量法。 * 长江大学 龙从玉 * 表-2 有源单口网络伏安特性测量表 RL 标称值 0 1K 2K 3K 5.1K 10k ∞ RL=R0 测量值 U/V 测量值 0 U0C= U0C/2= I/mA 实验值 ISC= 0 4.2、有源单口网络的伏安特性测量。改变RL阻值，测量单口网络的伏安 特性。并根据测量值作其伏安特性曲线。 V 表-1单口网络等效参数测量表 测试参数 U0C/ V RO/kΩ 条件 RL=∞ U=UOC/2 测量值 图- 5 单口网络参数与特性测量电路 ＋a ＋ US1 - 12v －b R1 ＋ US2 - 8v R5 R4 R2 R3 1k 2k 3k 5.1k 3k 4、实验内容与实验步骤 RL 4.1、单口网络等效参数测量电路如图-5。开路法测量开路电压UOC ，半压法等效电阻RO，记录在表-1 中。 * 长江大学 龙从玉 * 4.3、戴维南等效电路的外特性测量 图- 6 戴维南电路伏安特性测量电路 表- 3 戴维南等效电路的伏安特性测量表 UTH= V、RO= RL 标称值 0 1K 2K 3K 5.1K 10k ∞ 测量值 U/V 测量值 0 U0C= I /mA 实验值 ISC= 0 4.4、比较有源二端网络的伏安特性与戴维南等效电路的伏安特性曲线。验证戴维南定理。分析误差产生的原因！ 戴 维 南 电 路 ＋ UTH － RTH UOC a b I * 长江大学 龙从玉 * 6.1、根据实验数据，分别绘出有源二端网络与戴维南等效电路的伏安特性曲线，验证