双口网络的特性

实验双口网络测试一、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电压和电流间的相互关系，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“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12作为自变量，以输入口的电压U1和电流II作为应变量，所得的方程称为双口网络的传输方程，如图20-1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+BI2I1=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：A=U1O/U2O（令12=0，即输出口开路时）B=U1S/I2S（令U2=0，即输出口短路时）C=I1O/U2O（令12=0，即输出口开路时）D=I1S/I2S（令U2=0，即输出口短路时）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：R10=U10/I10=A/C（令12=0，即输出口开路时）RIS=UIS/IIS=B/D（令U2=0，即输出口短路时）然后在输出口加电压测量，而将输入口开路和短路，此时可得：R20=U20/I20=D/C（令11=0，即输入口开路时）R2S=U2S/I2S=B/A（令U1=0，即输入口短路时）R10、R1S、R20、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，这四个参数中的有三个是独立的（R10/R20=R1S/R2S=A/D）即：AD-BC=1A=!R/（R-R）至此，可求出四个传输参数10202S,B=R2SA，C=A/R10,D=R20C3、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+B1C2B=A1B2+B1D2C=C1A2+D1C2D=C1B2+D1D2三、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主控屏2直流数字电压表13直流数字毫安表11、双口网络实验线路如图20-2所示。将直流稳压电源输出电压调至10V,作为双口网络的输入。按同时测量法分别测定两个双口网络的传输参数A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2,并列出它们的传输方程。双口网络I输出端开路I12=0U110(V)U120(V)I110(mA)A1B1输出端开路U12=0U11S(V)I11S(mA)I12S(mA)C1D1双口网络I输出端开路I22=0U210(V)U220(V)I210(mA)A2B2输出端开路U22=0U21S(V)I21S(mA)I22S(mA)C2D22、将两个双口网络级联后，用两端口分别测量法测量级联后等效双口网络的传输参数A、B、C、D,并验证等效双口网络传输参数与级联的两个双口网络传输参数之间关系。输出端口I2=0输出端短路U2=0计算传输参数U10(V)I10(mA)R10(KQ)UIS(V)IIS(mA)RIS(KQ)A=输入端开路I1=0输入端短路U1=0B=U20(V)I10(mA)R10(KQ)UIS(V)RIS(KQ)C=D=五、注意事项1、测量电流时，要注意电流表选取适合的量程（根据所给的电路参数，估算电流表量程）2、两个双口网络级联时，应将一个双口网络I的输出端与另一双口网络II的输入端联接。六、实验报告1、完成对数据表格的测量和计算任务。2、列写参数方程。3、验证级联后等效双口网络的传输参数与级联的两个双口网络传输参数之间的关系。4、总结、归纳双口网络的测试技术。5、心得体会及其它。