实验十二-双口网络实验测试.doc

。。,如果我们仅对它的两对端口的外部特性感兴趣,而对它的内部结构不要求了解时,那么,不管双口网络多么复杂,总可以找到一个极其简单的等值双口电路来代替原网络,而该等值电路二对端口的电压和电流间的互相关系与原网络对应端口的电压和电流间的关系完全相同,这就是所谓“黑盒理论”的基本内容。这一理论具有很大实用价值,因为对于任何一个线性系统,我们所关心的往往只是输入端口与输出端口的特性,而对系统内部的复杂结构不需要研究。复杂双口网络的端口特性,往往很难用计算分析的方法求取其等值电路。因此,实用上一般都是用实验测试的方法来解决,所以学会双口网络的参数的测试方法具有很大实际意义。,这决定于采用哪两个变量做自变量哪两个变量做因变量。本实验中采用输出端口的电压和电流做正变量,输入端口的电压和电流做因变量,这样写出的方程称双口网络的传输方程(因为在研究输入口和输出口信号传输关系时最为直观方便而得名),自变量的系数称传输参数。在图12—1所示无源线性双口网络可列出基本方程U1=AU2+BI2I1=CU2+DI2其中: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参数值,这四个参数表征了双口网络的基本特征。它们的意义是A=|I2=0是两个电压的比值,是一个无量纲的量。B=|U2=0称为短路转移阻抗。C=|I2=0称为短路转移导纳。D=|U2=0是两个比值转换,也是无量纲的量。四个参数中,只有三个是独立的,四个参数间具有如下关系:AD—BC=1如果双口网络两端口内部是对称电路结构,则有A=D无源线性双口网络输入端口输出端口+U1-+U2-I1I2图12-1其中:U2o为输出端口(I2=0)时的电压,U10和I10为输出端口开路时输入端口的电压和电流,I2为输出端口短路(U2=0)时的电流,UIS和IIS为输入端口的电压和电流。研究双口网络的目的就是要设法确定A、B、C、D四个参数。由上述传输参数的表达式可知,只要在网络的输入端口加上电压,在网络两对端口同时测量出电压和电流即可求出A、B、C、D四个参数。双口网络的四个参数知道了,表征网络端口特性的基本方程也就确定了。该方法称为双端口同时测量法。,这在某些情况下是不方便的(例如要测量一条远距离输电线路构成的双口网络参数)。另一种方法是可在输入端口和输出端口分别进行测量的方法来测定这四个常数,具体方法如下:先在输入端口测量电压和电流,而使输出端口开路和短路,根据传输方程有:R1O=(令I2=0)R1S=(令U2=0)在输出端口加电压测量,而使输入端口开路和短路(注意此时I2方向是流入端口,与原来相反,方程中应以-I2代替I2),根据传输方程有:R2o=R2O=-(令U1=0),R2S=-(U1=0)其中U1o、I1o,和U1s、I1s分别表示输出端口开路和短路时输入端口的电压和电流,U2o、I2o和U2s、I2s分别表示输入端开路和短路时输出端口的电压和电流。R1o、R1s、R2o、R2s分别表示一个端口开路