主頁 > 技術文章 > 電路分析實驗箱-雙口網(wǎng)絡測試 2021-11-30

電路分析實驗箱-雙口網(wǎng)絡測試

一、實驗目的
1.加深理解雙口網(wǎng)絡的基本理論。
2.掌握直流雙口網(wǎng)絡傳輸參數(shù)的測量技術。
二、原理說明
對于任何一個線性網(wǎng)絡，我們所關心的往往只是輸入端口和輸出端口電壓和電流間的相互關系，通過實驗測定方法求取一個極其簡單的等效值雙口電路來替代原網(wǎng)絡，此即為“黑盒理論”的基本內容。
1.一個雙口網(wǎng)絡兩端口的電壓和電流四個變量之間的關系，可以用多種形式的參數(shù)方程來表示。本實驗采用輸出口的電壓U2和電流I2作為自變量，以輸入口的電壓U1和電流I1作為應變量，所得的方程稱為雙口網(wǎng)絡的傳輸方程，如圖13-1所示的無源線性雙口網(wǎng)絡（又稱為四端網(wǎng)絡）的傳輸方程為：

圖13-1

U1=AU2+BI2
I1=CU2+DI2
式中的A、B、C、D為雙口網(wǎng)絡的傳輸參數(shù)，其值完全決定于網(wǎng)絡的拓撲結構及各支路元件的參數(shù)值，這四個參數(shù)表征了該雙口網(wǎng)絡的基本特性，它們的含義是：
A= U1/U2 （令I2=0，即輸出口開路時）
B= U1/I2 （令U2=0，即輸出口短路時）
C= I1/U2 （令I2=0，即輸出口開路時）
D= I1/I2 （令U2=0，即輸出口短路時）
由上可知，只要在網(wǎng)絡的輸入口加上電壓，在兩個端口同時測量其電壓和電流，即可求出A、B、C、D四個參數(shù)，此即為雙端口同時測量法。
2.若要測量一條遠距離輸電線構成的雙口網(wǎng)絡，采用同時測量法就很不方便，這時可采用分別測量法，即先在輸入口加電壓，而將輸出口開路和短路，在輸入口測量電壓和電流，由傳輸方程可得：
R10= U10/I10=A/C（令I2=0，即輸出口開路時）
R1S= U1S/I1S=B/D (令U2=0，即輸出口短路時）
然后在輸出口加電壓測量，而將輸入口開路和短路，此時可得
R20= U20/I20=D/C（令I2=0，即輸入口開路時）
R2S= U2S/I2S=B/A（令U2=0，即輸入口開路時）
R10、R1S、R20、R2S分別表示一個端口開路和短路時，另一端口的等效輸入電阻，這四個參數(shù)有三個是獨立的（ ∵R10/R20=R1S/R2S=A/D）即AD—BC=1。
至此，可求出四個傳輸參數(shù)：

，

3.雙口網(wǎng)絡級聯(lián)后的等效雙口網(wǎng)絡的傳輸參數(shù)亦可采用前述的方法之一求得，從理論推出兩雙口網(wǎng)絡級聯(lián)后的傳輸參數(shù)與每一個參加級聯(lián)的雙口網(wǎng)絡的傳輸參數(shù)之間有如下的關系：
A=A1A2+B1C2 B=A1A2+B1D2
C=C1A2+D1C2 D=C1B2+D1D2
三、實驗設備

序號	名稱	型號與規(guī)格	數(shù)量	備注
1	可調直流穩(wěn)壓電源
2	數(shù)字直流電壓表
3	數(shù)字直流毫安表
4	雙口網(wǎng)絡實驗電路板

四、實驗內容
雙口網(wǎng)絡實驗線路如圖13-2所示。

圖13-2

將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調到10V，作為雙口網(wǎng)絡的輸入。
1.按同時測量法分別測定兩個雙口網(wǎng)絡的傳輸參數(shù)A1、B1、C1、D1和A2、B2、C2、D2，并列出它們的傳輸方程。

雙口網(wǎng) 絡 I	輸出端開路 I12=0	測量值			計算值
		U110（V）	U120（V）	I110（mA）	A1	B1

	輸出端短路 U12=0	U11S（V）	I11S（V）	I12S（mA）	C1	D1
	輸出端短路 U12=0

雙口網(wǎng) 絡 Ⅱ	輸出端開路 I22=0	測量值			計算值
		U210（V）	U220（V）	I210（mA）	A2	B2

	輸出端短路 U22=0	U21S（V）	I21S（V）	I22S（mA）	C2	D2
	輸出端短路 U22=0

2.將兩個雙口網(wǎng)絡級聯(lián)后，用兩端口分別測量法測量級聯(lián)后等效雙口網(wǎng)絡的傳輸參數(shù)A、B、C、D，并驗證等效雙口網(wǎng)絡傳輸參數(shù)與級聯(lián)的兩個雙口網(wǎng)絡傳輸參數(shù)之間的關系。

輸出端開路I2=0			輸出端短路U2=0			計算傳輸參數(shù)
U10 (V)	I10 (V)	R10 (V)	U1S (V)	I1S (V)	R1S (V)

輸入端開路I1=0			輸入端短路U1=0
U20 (V)	I20 (mA)	R20 (KΩ)	U2S (V)	I2S (mA)	R2S (KΩ)	A= B= C= D=
						A= B= C= D=

五、實驗注意事項
1.用電流插頭插座測量電流時，要注意判別電流表的極性及選取適合的量程（根據(jù)所給的電路參數(shù)，估算電流表量程）。
2.兩個雙口網(wǎng)絡級聯(lián)時，應將一個雙口網(wǎng)絡I的輸出端與另一雙口網(wǎng)絡的輸入端聯(lián)接。
六、預習思考題
1.試述雙口網(wǎng)絡同時測量法與分別測量法的測量步驟、優(yōu)缺點及其適用情況。
2.本實驗方法可否用于交流雙口網(wǎng)絡的測定？
七、實驗報告
1.完成對數(shù)據(jù)表格的測量和計算任務。
2.列出參數(shù)方程。
3.驗證級聯(lián)后等效雙口網(wǎng)絡的傳輸參數(shù)與級聯(lián)的兩個雙口網(wǎng)絡傳輸參數(shù)之間的關系。
4.總結、歸納雙口網(wǎng)絡的測試技術。

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