实验四,双口网络测试

2023年12月30日发(作者：小学语文听课记录)

实验四、双口网络测试

一、实验目的

1. 加深理解双口网络的基本理论。

2. 掌握直流双口网络传输参数的测量技术。

二、原理说明

对于任何一个线性网络，我们所关心的往往只是输入端口和输出端口的电压和电流之间的相互关系，并通过实验测定方法求取一个极其简单的等值双口电路来替代原网络，此即为“黑盒理论”的基本内容。

1. 一个双口网络两端口的电压和电流四个变量之间的关系， 可以用多种形式的参数方程来表示。本实验采用输出口的电压U2 和电流I2 作为自变量，以输入口的电压U1 和电流I1 作为应变量，所得的方程称为双口网络的传输方程，如图6-1 所示的无源线性双口网络（又称为四端网络）的传输方程为：式中的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元件的参数值。这四个参数表征了该双口网络的基本特性，它们的含义是：

图6-1无源线性双口网络

A=U10U20I10U20(I2=0,既输出口开路时); B=I1sI2sI1SI2S(U2=0,既输出口短路时);

C=(I2=0,既输出口开路时); D=(U2=0,既输出口短路时);

由上可知，只要在网络的输入口加上电压，在两个端口同时测量其电压和电流，即可求出A、B、C、D 四个参数，此即为双端口同时测量法。

由上可知，只要在网络的输入口加上电压，在两个端口同时测量其电压和电流，即可求出A、B、C、D 四个参数，此即为双端口同时测量法。

2. 若要测量一条远距离输电线构成的双口网络， 采用同时测量法就很不方便。这时可采用分别测量法，即先在输入口加电压，而将输出口开路和短路，在输入口测量电压和电流，由传输方程可得：

R10=U10A= (令I20,既输出口开路时 ) ；

I10C

R1S=U1SB (令U20,既输出口短路时)

I1SD然后在输出口加电压, ，而将输出口开路和短路，在输出口测量电压和电流，此时可得:

R20U20D (令I10,既输出口开路时 ) ；

I20C

R2SU2SB (令U10,既输出口短路时);

I2SAR10,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,这四个参数中的有三个是独立的( 因为：

R10R1SA) 既 AD-BC=1, 至此,可求出四个传输参数,

R20R2SDAR10A ,

BR2SA；C；DR20C.

R10(R20R2S)* 3. 双口网络级联后的等效双口网络的传输参数，亦可采用前述的方法之一求得，从理论推导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如下的关系:

BA1B2B1D2；

CC1A2D1C2；

DC1B2D1D2

AA1A2B1C2；三、实验设备:

电路原理实验箱1台; 数字万用表一个; 直流数字毫安表一台;实验插接线若干.

四、实验内容：

双口网络实验线路如图6-2所示，将直流电压调到10V，作为双口网络的输入。

图6-2 双口网络实验线路

1、按同时测量法，分别测定两个网络双口的传输参数，A1 、B1

C1、

D1 和

A2 、B2、

C2、D2 并列出他们的传输方程。

输出端开路

双口网络Ⅰ

输出端短路

测 量 值 计 算 值

I120

U110(V)

U120(V)

I110(mA)

A1

B1

U11S(V)

U12S(V)

I11S(mA)

C1

D1

U120

输出端开路

双口网络Ⅱ

输出端短路

测 量 值 计 算 值

I220

U210(V)

U220(V)

I210(mA)

A2

B2

U21S(V)

U22S(V)

I22S(mA)

C2

D2

U220

2. 将两个双口网络及联后,用两端口分别测量及联后等效双口网络的传输参数A、B、C、D，并验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的关系。

输出端开路I20 输出端短路U20

计算传输参数:

U10(V)

I10(mA)

R10(K)

U1S(V)

I1S(mA)

R1S(K)

A=

B=

输入端开路I10 输入端短路U10

C=

U20(V)

I20(mA)

R20(K)

U2S(V)

I2S(mA)

R2S(K)

D=

五、实验注意事项

1. 用电流插头插座测量电流时， 要注意判别电流表的极性及选取适合的量程（根据所给的电路参数，估算电流表量程）。

2. 计算传输参数时, I、U 均取其正值。

六、预习思考题

1. 试述双口网络同时测量法与分别测量法的测量步骤， 优缺点及其适用情况。

2. 本实验方法可否用于交流双口网络的测定？

七、实验报告

1. 完成对数据表格的测量和计算任务。

2. 列写参数方程。

3. 验证级联后等效双口网络的传输参数与级联的两个双口网络传输参数之间的关系。

4. 总结、归纳双口网络的测试技术。