哈工大电路自主设计实验二端口网络参数的测定.doc

二端口网络参数的测定一、实验目的1加深理解双口网络的基本理论。2学习双口网络Y参数、Z参数及传输参数的测试方法。 3验证二端口网络级联后的传输参数与原二端口网络传输参数的关系。二、原理说明1如图2-12-1所示的无源线性双口网络，其两端口的电压、电流四个变量之间关系，可用多种形式的参数方程来描述。图2-12-1（1）若用Y参数方程来描述，则为由上可知，只要在双口网络的输入端口加上电压，令输出端口短路，根据上面的前两个公式即可求得输入端口处的输入导纳Y11和输出端口与输入端口之间的转移导纳Y21。同理，只要在双口网络的输出端口加上电压，令输入端口短路，根据上面的后两个公式即可求得输出端口处的输入导纳Y22和输入端口与输出端口之间的转移导纳Y12。（2）若用Z参数方程来描述，则为由上可知，只要在双口网络的输入端口加上电流源，令输出端口开路，根据上面的前两个公式即可求得输出端口开路时输入端口处的输入阻抗Z11和输出端口与输入端口之间的开路转移阻抗Z21。同理，只要在双口网络的输出端口加上电流源，令输入端口开路，根据上面的后两个公式即可求得输入端口开路时输出端口处的输入阻抗Z22和输入端口与输出端口之间的开路转移阻抗Z12。（3）若用传输参数（A、T）方程来描述，则为由上可知，只要在双口网络的输入端口加上电压，令输出端口开路或短路，在两个端口同时测量电压和电流，即可求出传输参数A、B、C、D，这种方法称为同时测量法。2测量一条远距离传输线构成的双口网络，采用同时测量法就很不方便，这时可采用分别测量法，即先在输入端口加电压，而将输出端口开路或短路，在输入端口测量其电压和电流，由传输方程得然后在输出端口加电压，而将输入端口开路或短路，在输出端口测量其电压和电流，由传输方程得R10、R1s、R20、R2s分别表示一个端口开路或短路时另一端口的等效输入电阻，对于无源线性双口网络，这四个参数只有三个是独立的，即3二端口网络级联后的等效二端口网络的传输参数亦可采用前述的方法之一求得。 从理论推得两个二端口网络级联后的传输参数与每一个参加级联的二端口网络的传输参数之间有如下的关系：TT 0T 0+00000 3、 实验设备直流稳压电源 1台数字万用表 1台直流电流表 1台交直流实验箱四、实验内容双口网络的实验电路如图2-12-3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。1用同时测量法测量双口网络的Y参数、Z参数及传输参数，将测量与计算结果记录于表2-12-2中。表2-12-2二端口网络测量值计算值输出端口开路I2=0U1 (V)U2 (V)I1 (mA)107.1614.31.400.00201.40500.7输出端口短路U2=0U1 (V)I1 (mA)I2 (mA)1025.8160625.01.610.00260.0016输入端口开路I1=0U1 (V)U2 (V)I2 (mA)6.241012.5499.2800.0输入端口短路U1=0I1 (mA)U2 (V)I2 (mA)16.11022.50.00160.0023二端口网络1二端口网络2图2-12-32用同时测量法测量双口网络的的Y参数、Z参数及传输参数，将测量与计算结果记录于表2-12-3。表2-12-3二端口网络测量值计算值输出端口开路I2=0U1 (V)U2 (V)I1 (mA)103.7362.92.680.0169159.059.3输出端口短路U2=0U1 (V)I1 (mA)I2 (mA)1070.219.7507.63.560.00700.0063输入端口开路I1=0U1 (V)U2 (V)I2 (mA)2.801047.159.4212.3输入端口短路U1=0I1 (mA)U2 (V)I2 (mA)19.81052.90.00200.00533用分别测量法分别测量双口网络、的传输参数，将测量与计算结果记录于表2-12-4中，与用同时测量法测得的双口网络、的传输参数值进行比较。表2-12-4输出端开路I2=0输出端短路U2=0计算传输参数U10(V)I10(mA)R10(kW)U1s(V)I1s(mA)R1s(kW)双口网络1014.30.699102580.388双口网络双口网络双口网络1062.90.1591019.70.508输入端开路I1=0输入端短路U1=01.40621。60.002 1.602.63496.90.01653.50U20(V)I20(mA)R20(kW)U2s(V)I2s(mA)R2s(kW)双口网络1012.50.8001022.50.444双口网络1047.10.2121052.90.1894 将两个二端口网络级联，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效二端口网络的传输参数A、B、C、D，并验证等效二端口网络传输参数与级联的两个二端口网络传输参数之间的关系。输出端开路I2=0输出端短路U2=0计 算传输参数U1O（V）I1O（mA）R1O（K）U1S（V）IIS（mA）RIS（K）1022.40.4461023.00.435输入端开路I1=0输入端短路U1=0A=14.2B=2983.42C=0.0318D=6.75U2O（V）I2O（mA）R2O（K）U2S（V）I2S（mA）R2S（K） 1047.10.2121047.60.210五、实验注意事项1测量电流时，要注意判别电流表的极性及选取合适的量程(注意电流I2的参考方向)。2两个双口网络级联时，应注意将双口网络的输出端口与双口网络的输入端口联接。六、实验结论 1.经过开短路测量法测得的结果与理论结果基本一致； 2.用分别测量法和同时测量法测得的双口网络、的传输参数值基本相同。 3.设级联后的二端口网络的传输参数为A，二端口网络一的传输参数为A1，二端口网络二的传输参数为A2，则A=A1*A2，说明级联后的二端口网络的传输参数是原各二端口网络传输参数的积。7、