实验四：双口网络测试报告.docx

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实验四双口网络测试
一、实验目的
加深理解双口网络的基本理论。
掌握直流双口网络熟传输数据的丈量技术。二、原理说明
关于任何一个线性网络;我们所关怀的常常不过输入端口和输出端口电压和
电流间的,互关系,经过实验测定力方法求取一个极其简单的等值双口电路来代
替原网络,此即为“黑盒理论”的基本内容。
一个双口网络两头口的电压和电流四个变量之间的关系,能够用多种
形式的参数方程来表示。本实验采纳输出口的电压U2和电流I2作为自变量,以
输进口的电压U1和电流I2作为应变量,所得的方程称为双口网络的传输方程。
如图4-1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
BI2
I1
CU2
DI2
式中的A、B、C、D为双口网络的传输参数,其值完整决定于网络的拓扑
构造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征,它们的
含义是:
U10
(令I2
0,即输出口开路时)
A
U20
U
1S
(令U2
0,即输出口短路时)
B
I2S
I
10
(令I2
0,即输出口开路时)
C
U20
I1S
(令U2
0,即输出口短路时)
D
I2S
由上可知,只需在网络的输进口加上电压,在两个端口同时丈量其电压和电
1
流,即可求出A、B、C、D四个参数,此即为双端口同时丈量法。
.若要丈量一条远距离输电线组成的双口网络,采纳同时丈量发就很不方便,这时可采纳分别丈量法,即先在输进口加电压,而将输出口开路和短路,在输进口丈量电压和电流,由传输方程可得。
U10
A
(令I2
0,即输出口开路时)
R10
C
I10
U1S
B
(令U2
0,即输出口短路时)
R1S
D
I1S
而后在输出口加电压丈量,而将输出口开路和短路,由此可得
U20
D
(令I1
0,即输进口开路时)
R20
C
I20
U2S
B
(令U1
0,即输进口短路时)
R2S
A
I2S
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,这四个参数中有三个是独立的R10R1SA
R20R2SD
即ADBC1
至此,可求出四个传输参数、
AR10R20R2SBR2SACAR10DR20C
.双口网络级联后的等效双口网络的传输参数亦可采纳前述的方法之一求得,从理论上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以下的关系。
AA1A2
B1C2
BA1B2
B1D2
CC1A2
D1C2
DC1B2
D1D2
三、
实验设施
序
型号与规
备
名称
数目
号
格
注
1
可调直流稳压电
0-10V
1
源
2
直流数字毫安表
1
3
直流数字电压表
1
2
四、实验内容
双口网络实验线路如图4-2所示。
将直流稳压电源电源输出电压调至10V,作为双口网络的输入。
1、按同时丈量法分别测定两个双口网络的传输参数A1B1C1D1和
A2B2C2D2,并列出它们的传输方程。
2、将两个双口网络级联后,用两头口分别丈量法丈量级联后等效双口网络的传输参数A、B、C、D,并考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的关系。
五、实验数据记录及办理
双
测
量
值
计算值
输出端
U110V
U120
V
I110mA
口
开路
A1
B1
网
I120
络
I
输出端
U11SV
I11S
mA
I12SmAC1
D1
3
短路
U120
双输出端
口开路
网
I220
络
输出端
I
短路
I
U220
输出端开路I2
U10VI10mA
输入端开路I1
U20VI20mA

测
量
值
计算值
U210V
U220
V
I210mA
A2
B2
U21SVI21SmAI22SmA
C2D2
0
输出端短路U2
0
计
R10
K
U1SV
I1SmA
R1S
K算
传输
参数
0
输入端短路U1
0
A

R20
K
U2SV
I2SmA
R2S
B

K

C
D

双口网络级联的理论值:
A
A1A2
B1C2

B
A1B2
B1D2

C
C1A2
D1C2

D
C1B2
D1D2

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六、实验结果报告与偏差剖析
1、从理论剖析可知关于同时丈量法
U10
U1S
I10
I
A
B
C
D
U20
I2S
U20
I

1S
2S
考虑到丈量为单次丈量,丈量偏差选择万用电表的系统偏差5%,则上述四
个参数的相对偏差为10%,所以我们使用双口网络1、2的丈量值来合成级联后
的传输参数的偏差大概为17%
2、关于用分别丈量法丈量计算所得的传输参数,因为
AR10R20R2SBR2SACAR10DR20C,观察上式能够知道
R20R2S的丈量正确程度直接影响最后结果,万用电表的精准度不高,严重限制了最
终结果。这也是致使理论值与丈量值出现较大偏差的原由。
3、为获取理想的丈量数据,本实验最好是采纳高精度的仪器进行丈量。
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