雙口網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)測試.doc

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1、實(shí)驗(yàn)十二雙口網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)測試一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.加深理解雙口網(wǎng)絡(luò)的基本理論。2.掌握直流雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)的測試技術(shù)。二．實(shí)驗(yàn)基本知識(shí)1.任何一個(gè)復(fù)雜的無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)，如果我們僅對(duì)它的兩對(duì)端口的外部特性感興趣，而對(duì)它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不要求了解時(shí)，那么，不管雙口網(wǎng)絡(luò)多么復(fù)雜，總可以找到一個(gè)極其簡單的等值雙口電路來代替原網(wǎng)絡(luò)，而該等值電路二對(duì)端口的電壓和電流間的互相關(guān)系與原網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)端口的電壓和電流間的關(guān)系完全相同，這就是所謂“黑盒理論”的基本內(nèi)容。這一理論具有很大實(shí)用價(jià)值，因?yàn)閷?duì)于任何一個(gè)線性系統(tǒng)，我們所關(guān)心的往往只是輸入端口與輸出端口的特性，而對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)不需要研究。復(fù)雜雙口網(wǎng)絡(luò)的端口特性，

2、往往很難用計(jì)算分析的方法求取其等值電路。因此，實(shí)用上一般都是用實(shí)驗(yàn)測試的方法來解決，所以學(xué)會(huì)雙口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)的測試方法具有很大實(shí)際意義。2.一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)兩對(duì)端口的電壓和電流四個(gè)變量之間的關(guān)系可用多種形式的參數(shù)方程來表示，這決定于采用哪兩個(gè)變量做自變量哪兩個(gè)變量做因變量。本實(shí)驗(yàn)中采用輸出端口的電壓和電流做正變量，輸入端口的電壓和電流做因變量，這樣寫出的方程稱雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸方程（因?yàn)樵谘芯枯斎肟诤洼敵隹谛盘?hào)傳輸關(guān)系時(shí)最為直觀方便而得名），自變量的系數(shù)稱傳輸參數(shù)。在圖12—1所示無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)可列出基本方程U1=AU2+BI2I1=CU2+DI2其中：A、B、C、D為雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)，其

3、值完全決定于網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及各支路參數(shù)值，這四個(gè)參數(shù)表征了雙口網(wǎng)絡(luò)的基本特征。它們的意義是A=

4、I2=0是兩個(gè)電壓的比值，是一個(gè)無量綱的量。B=

5、U2=0稱為短路轉(zhuǎn)移阻抗。C=

6、I2=0稱為短路轉(zhuǎn)移導(dǎo)納。D=

7、U2=0是兩個(gè)比值轉(zhuǎn)換，也是無量綱的量。四個(gè)參數(shù)中，只有三個(gè)是獨(dú)立的，四個(gè)參數(shù)間具有如下關(guān)系：AD—BC=1如果雙口網(wǎng)絡(luò)兩端口內(nèi)部是對(duì)稱電路結(jié)構(gòu)，則有A=D無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)輸入端口輸出端口+U1-+U2-I1I2圖12-1其中：U2o為輸出端口（I2=0）時(shí)的電壓，U10和I10為輸出端口開路時(shí)輸入端口的電壓和電流，I2為輸出端口短路（U2=0）時(shí)的電流，UIS和IIS為輸入端

8、口的電壓和電流。研究雙口網(wǎng)絡(luò)的目的就是要設(shè)法確定A、B、C、D四個(gè)參數(shù)。由上述傳輸參數(shù)的表達(dá)式可知，只要在網(wǎng)絡(luò)的輸入端口加上電壓，在網(wǎng)絡(luò)兩對(duì)端口同時(shí)測量出電壓和電流即可求出A、B、C、D四個(gè)參數(shù)。雙口網(wǎng)絡(luò)的四個(gè)參數(shù)知道了，表征網(wǎng)絡(luò)端口特性的基本方程也就確定了。該方法稱為雙端口同時(shí)測量法。3.上述測定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的方法的需要在輸入端口和輸出端口同時(shí)進(jìn)行測量讀數(shù)，這在某些情況下是不方便的（例如要測量一條遠(yuǎn)距離輸電線路構(gòu)成的雙口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)）。另一種方法是可在輸入端口和輸出端口分別進(jìn)行測量的方法來測定這四個(gè)常數(shù)，具體方法如下：先在輸入端口測量電壓和電流，而使輸出端口開路和短路，根據(jù)傳輸方程有：R1

9、O=(令I(lǐng)2=0)R1S=(令U2=0)在輸出端口加電壓測量，而使輸入端口開路和短路（注意此時(shí)I2方向是流入端口，與原來相反，方程中應(yīng)以-I2代替I2），根據(jù)傳輸方程有：R2o=R2O=－(令U1=0),R2S=－（U1=0）其中U1o、I1o,和U1s、I1s分別表示輸出端口開路和短路時(shí)輸入端口的電壓和電流，U2o、I2o和U2s、I2s分別表示輸入端開路和短路時(shí)輸出端口的電壓和電流。R1o、R1s、R2o、R2s分別表示一個(gè)端口開路和短路時(shí)另一端口的等效輸入電阻，四個(gè)參數(shù)中只有三個(gè)是獨(dú)立的，因?yàn)樗鼈冎g有如下關(guān)系：R1o/R2o=R1s/R2s=A/D所以，從中電阻參數(shù)中任限三個(gè)

10、，并利用公式：AD—BC=1即可求出四個(gè)傳輸參數(shù)A、B、C、DA=4.實(shí)際工作中往往有幾個(gè)或更多的雙口網(wǎng)絡(luò)互相連接起來使用，連接的方式較常見的是將前一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的輸出端直接與后一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入端連接起來，并且以最前面的一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入端輸入外部信號(hào)，而最后一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的輸出端傳輸電壓信號(hào)至外部。因此，從外面電路來看許多雙口網(wǎng)絡(luò)這樣連接后可作為一個(gè)新的等效雙口網(wǎng)絡(luò)來看待，雙口網(wǎng)絡(luò)的這種連接方式稱級(jí)聯(lián)。級(jí)聯(lián)后的等效雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)與每一個(gè)參加級(jí)聯(lián)的雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)之間是有一定的關(guān)系，下面以兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)導(dǎo)出等效雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)的表達(dá)式：設(shè)雙口網(wǎng)絡(luò)（1）的傳輸方程為雙口網(wǎng)絡(luò)（2）

11、的傳輸方程為級(jí)聯(lián)后等效雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸方程為由級(jí)聯(lián)方式可知將上述代入雙口網(wǎng)絡(luò)（1）傳輸方程化簡后可得上兩式比較級(jí)聯(lián)后等效雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸方程可得(以上公式中符號(hào)采用雙下標(biāo)，前面下標(biāo)表示輸入端口“1”表示輸入端口?！?”表示輸出端口，后面下標(biāo)雙口網(wǎng)絡(luò)編號(hào))。三．儀器設(shè)備及選用掛箱名　　　稱數(shù)　　量穩(wěn)壓源、穩(wěn)流源　GDS-031常規(guī)負(fù)載　GDS-061直流電壓表、電流表　GDS-101四．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.按雙端口同時(shí)測量法分別測量GDS-06上部雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)