双口网络等效参数和联接

1、双口网络的等效参数和联接实验目的实验原理实验仪器实验步骤实验报告要求实验现象实验结果分析实验相关知识实验标准报告实验目的测量无源线性双口网络的等效参数。研究双口网络的联接方式。实验原理一个网络，如果其可供与其他网络连接的外伸点数超过2时，则称为多端网络。所谓端口是一对端钮，流入其中一个端钮的电流等于流出另一个端钮的电流。双口网络可用图所示的方框来表示。一个四端网络。若其四个端点能两两成对地构成端口，图双口网络电路则此四端网络是一个双口网络。对于一个复杂的无源线性双口网络，通常只对它的端口特性进行研究，而不考虑其内部结构。通过对它端口特性进行测量，得出等效参数。如果输入端的电压为 、输入端的电流

2、为 ，则输出端的电压为 ，输出端的电流为 。若用电流表示电压的双口网络特性方程为： 即：其中： ， ， Z11是端口2开路时端口1的驱动点阻抗；Z12是端口1开路时的反向转移阻抗；Z21是端口2开路时的反向转移阻抗；Z22是端口1开路时端口2的驱动点阻抗。由于这些参数都与端口开路有关，所以称为双口网络的开路阻抗参数。若用电压表示电流的双口网络特性方程为：即其中： ， Y11是端口2短路时端口1的驱动点导纳， Y22是端口1短路时端口2的驱动点导纳，Y12和Y21是转移导纳。 由于四者均与端口短路有关，又称为双口网络的短路导纳参数。 若以端口电流和端口电压为独立变量,则双口网络的特性方程为：即

3、， ， h11是端口2短路时，端口1的驱动点阻抗，h22 是端口1开路时，端口2的驱动点导纳， h12 是端口1开路时的反向电压传输比，h21 是端口2短路时的正向电流传输比。由于这中个参数不全是阻抗或导纳，又称为双口网络的第一种混合参数。 若以端口电压 和端口电流 为独立变量，则双口网络的特性方程为： 即： 其中： 1/A是端口2开路时的正向电压传输比；1/B是端口2短路时的正向转移导纳；1/C是端口2开路时的正向转移阻抗；1/D是端口2短路时的正向电流传输比。A、B 、C 、D称为第一种传输参数，矩阵称为第一种传输矩阵。 为了简化名称，我们将四种参数简称为 Y 参数、Z参数、H参数、T 参

4、数。双口网络是可以互相连接的，而且一些功能不同的双口网络适当地连接在一起会实现某种特定的技术要求。双口网络的连接方式有：并联、串联、串并联、并串联和级联。(1) 并联连接两个双口网络并联时如图所示。图两个双口网络的并联连接其特性方程： （2）串联连接 两个双口网络的串联连接如图所示。图5.14.3 两个双口网络的串联连接其特性方程：其中：（3）串并联和并串联连接两个双口网络的串并联接如图所示。 图两个双口网络的串并联连接其特性方程： 因此： 两个双口网络的并串连接如图所示，其特性方程： 因此：图两个双口网络的并串联连接（4）级联连接 两个双口网络的级联如图所示，其特性方程为：图5.14.6 两

5、个双口网络的级联连接其中：实验仪器直流稳压电源1台数字万用表1只直流电流表2只双口电路实验板 1块双路稳压电源数字万用表直流电流表双口电路实验板实验步骤双口网络电路如图所示，所需电源电压为10V，测量双口网络1和双口网络2的Z、Y、H和T参数。 (a) 双口网络1（b） 双口网络2图5.14.8双口网络实验电路图对双口网络1和双口网络2分别进行串、并联有效性测试。将双口网络1和双口网络2分别进行串联、并联、串并联、并串联和级联连接，并测定其Z、Y、H参数。实验报告要求根据定义式，设计测量电路并画出电路图。将任务1、3中所得的数据进行比较。两个双口网络的端口电流、电压不满足约束条件。当两个双口网

6、络级联连接时， 。实验现象实验结果分析无源双口线性网络的参数为什么与外加电压和电流无关？答：无源双口线性网络的参数是由内部结构决定的。两个无源双口线性网络在进行联接时为什么要进行有效性测试？ 答：根据双口网络的定义，恒有从一个端点流入的网络的电流等于从另一个端点流出的电流。两个无源双口线性网络在进行联接时要进行有效性测试。两个双口网络相互连接在一起后，若各自的端口电流条件不被破坏，则称两者的连接有效。实验相关知识预习要求相关知识点注意事项预习要求预习无源线性双口电路的等效参数及其特性方程。预习无源线性双口电路的联接方式。设计测式双口电路的Z、Y、 H 、T参数电路。相关知识点二端口网络的方程和

7、参数开路阻抗（Z）参数和Z参数方程短路导纳（Y）参数和Y参数方程混合参数（H）和H参数方程传输参数（T）和T参数方程二端口网络的联接串联并联串并联并串联级联测量时注意电流表的极性。测量过程中，双口网络的内部结构不能改变。注意事项实验标准报告一、实验目的测量无源线性双口网络的等效参数。研究双口网络的联接方式。二、实验内容分别测量双口电路1的Z、Y、H和T参数。分别测量双口电路2的Z、Y、H和T参数。对双口电路1和双口电路2分别进行串、并联有效性测试。将双口电路1和双口电路2级联联接并测定T参数三、实验仪器、设备直流稳压电源1台数字万用表1只直流电流表 2只实验电路板1块四、实验用详细电路图1双口

8、电路（二）（一）2双口电路并联联接的有效性测试电路3.双口电路串联连接的有效性测试电路4双口电路级联联接五、实验原理、计算公式 如果输入端的电压为 、输入端的电流为 ，则输出端的电压为 ，输出端的电流为 。若用电流表示电压的双口网络特性方程为：即：其中： ，若用电压表示电流的双口网络特性方程为：即：其中： ， ， 若以端口电流 和端口电压 为独立变量，则双口网络的特性方程为：其中： ， 即： ， ， ， 若以端口电压 和端口电流 为独立变量，则双口网络的特性方程为：即：其中： ， ， ， 2双口电路连接的有效性测试 两个双口电路相互连接在一起后，若各自的端口电流约束条件不被破坏，则两者的连接有

9、效。两个双口电路之间的连接是否有效，可通过有效性测试判定。 并联电路连接的有效性测试：先将网络连接成如图（a）的形式，用电压表测出两个双口网络输出端电压，再将网络改接成如图（b）的形式，测量两个网络输入端的电压。如在这两次测量中电压表的读数均为零，则可确定连接有效。 串接电路连接的有效性测试：将电路分别连接成图（a）和图（b）的形式，分别测量两个双口电路的输出端的电压和输入端电压。当两个电压表的读数均为零时可断定将此两个双口电路连接起来不会破坏两者的端口电流的约束条件。六、实验数据记录1双口电路（一）U1 / V I1 / mAU2 / VI2 / mA输出端开路10.3039.83.5980输出端短路10.2548.0023.5输入端开路4.985010.2454.98输入端短路023.510.2466.0当R=50时U1=10.24V I1=23.0mA U2=4.809V I2=2.双口电路（二）U1 / V I1 / mAU2 / VI2 / mA输出端开路10.2445.53.390输出端短路10.2425.98033.98输入端开路6.04010.2440.98输入端短路033.9810.2451.03.双口电路级联联接U1 / VI1 / mAU2 / VI2 / mA输出端开路