双口网络的等效参数和联接

双口网络的等效参数和联接第1页，课件共62页，创作于2023年2月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。第2页，课件共62页，创作于2023年2月实验原理一个网络，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5.14.1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5.14.1双口网络电路第3页，课件共62页，创作于2023年2月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：第4页，课件共62页，创作于2023年2月其中： ，

，

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。第5页，课件共62页，创作于2023年2月

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。第6页，课件共62页，创作于2023年2月 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，

，

第7页，课件共62页，创作于2023年2月

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。第8页，课件共62页，创作于2023年2月

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：第9页，课件共62页，创作于2023年2月

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参数。第10页，课件共62页，创作于2023年2月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5.14.2所示。图5.14.2两个双口网络的并联连接第11页，课件共62页，创作于2023年2月其特性方程：

第12页，课件共62页，创作于2023年2月（2）串联连接 两个双口网络的串联连接如图5.14.3所示。图5.14.3两个双口网络的串联连接第13页，课件共62页，创作于2023年2月其特性方程：其中：第14页，课件共62页，创作于2023年2月（3）串－并联和并－串联连接两个双口网络的串－并联接如图5.14.4所示。

图5.14.4两个双口网络的串－并联连接第15页，课件共62页，创作于2023年2月其特性方程：

因此：

第16页，课件共62页，创作于2023年2月

两个双口网络的并－串连接如图5.14.5所示，其特性方程：

因此：图5.14.5两个双口网络的并－串联连接第17页，课件共62页，创作于2023年2月（4）级联连接 两个双口网络的级联如图5.14.6所示，其特性方程为：图5.14.6两个双口网络的级联连接其中：第18页，课件共62页，创作于2023年2月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块第19页，课件共62页，创作于2023年2月双路稳压电源第20页，课件共62页，创作于2023年2月数字万用表第21页，课件共62页，创作于2023年2月直流电流表第22页，课件共62页，创作于2023年2月双口电路实验板第23页，课件共62页，创作于2023年2月实验步骤双口网络电路如图5.14.8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第24页，课件共62页，创作于2023年2月对双口网络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。第25页，课件共62页，创作于2023年2月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。第26页，课件共62页，创作于2023年2月两个双口网络的端口电流、电压不满足约束条件。当两个双口网络级联连接时，。实验现象第27页，课件共62页，创作于2023年2月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。两个双第28页，课件共62页，创作于2023年2月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。第29页，课件共62页，创作于2023年2月实验相关知识预习要求 相关知识点 注意事项 第30页，课件共62页，创作于2023年2月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。第31页，课件共62页，创作于2023年2月相关知识点二端口网络的方程和参数 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` 第32页，课件共62页，创作于2023年2月二端口网络的联接 串联 并联 串并联 并串联 级联 第33页，课件共62页，创作于2023年2月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。注意事项第34页，课件共62页，创作于2023年2月实验标准报告一、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。第35页，课件共62页，创作于2023年2月二、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参数第36页，课件共62页，创作于2023年2月三、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块第37页，课件共62页，创作于2023年2月四、实验用详细电路图1．双口电路第38页，课件共62页，创作于2023年2月（二）（一）第39页，课件共62页，创作于2023年2月2．双口电路并联联接的有效性测试电路第40页，课件共62页，创作于2023年2月3.双口电路串联连接的有效性测试电路第41页，课件共62页，创作于2023年2月4．双口电路级联联接第42页，课件共62页，创作于2023年2月五、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：第43页，课件共62页，创作于2023年2月其中：

， ，若用电压表示电流的双口网络特性方程为： 即：

其中：

，

，

第44页，课件共62页，创作于2023年2月 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：，

，，，第45页，课件共62页，创作于2023年2月 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：

，

，

，

第46页，课件共62页，创作于2023年2月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5.14.6（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5.14.6（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。第47页，课件共62页，创作于2023年2月串接电路连接的有效性测试：将电路分别连接成图5.14.7（a）和图5.14.7（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。第48页，课件共62页，创作于2023年2月六、实验数据记录1．双口电路（一）U1/VI1/mAU2/VI2/mA输出端开路10.3039.83.5980输出端短路10.2548.00－23.5输入端开路4.985010.2454.98输入端短路0－23.510.2466.0当R=50Ω时U1=10.24VI1=23.0mAU2=4.809VI2=－7.5mA第49页，课件共62页，创作于2023年2月2.双口电路（二）U1/VI1/mAU2/VI2/mA输出端开路10.2445.53.390输出端短路10.2425.980－33.98输入端开路6.04010.2440.98输入端短路0－33.9810.2451.0第50页，课件共62页，创作于2023年2月3.双口电路级联联接U1/VI1/mAU2/VI2/mA输出端开路10.3243.00.7140输出端短路10.3243.20－6.42第51页，课件共62页，创作于2023年2月七、实验数据计算1．双口电路（一） Z参数：第52页，课件共62页，创作于2023年2月Y参数：第53页，课件共62页，创作于2023年2月H参数：第54页，课件共62页，创作于2023年2月T参数：第55页，课件共62页，创作于2023年2月2．双口电路（二） Z参数：

第