雙口網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)和聯(lián)接

1、雙口網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)和聯(lián)接實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)量無(wú)源線性雙口網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。研究雙口網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接方式。實(shí)驗(yàn)原理一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，如果其可供與其他網(wǎng)絡(luò)連接的外伸點(diǎn)數(shù)超過(guò)2時(shí)，則稱為多端網(wǎng)絡(luò)。所謂端口是一對(duì)端鈕，流入其中一個(gè)端鈕的電流等于流出另一個(gè)端鈕的電流。雙口網(wǎng)絡(luò)可用圖所示的方框來(lái)表示。一個(gè)四端網(wǎng)絡(luò)。若其四個(gè)端點(diǎn)能兩兩成對(duì)地構(gòu)成端口，圖雙口網(wǎng)絡(luò)電路則此四端網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的無(wú)源線性雙口網(wǎng)絡(luò)，通常只對(duì)它的端口特性進(jìn)行研究，而不考慮其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)它端口特性進(jìn)行測(cè)量，得出等效參數(shù)。如果輸入端的電壓為 、輸入端的電流

2、為 ，則輸出端的電壓為 ，輸出端的電流為 。若用電流表示電壓的雙口網(wǎng)絡(luò)特性方程為： 即：其中： ， ， Z11是端口2開(kāi)路時(shí)端口1的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)阻抗；Z12是端口1開(kāi)路時(shí)的反向轉(zhuǎn)移阻抗；Z21是端口2開(kāi)路時(shí)的反向轉(zhuǎn)移阻抗；Z22是端口1開(kāi)路時(shí)端口2的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)阻抗。由于這些參數(shù)都與端口開(kāi)路有關(guān)，所以稱為雙口網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路阻抗參數(shù)。若用電壓表示電流的雙口網(wǎng)絡(luò)特性方程為：即其中： ， Y11是端口2短路時(shí)端口1的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)納， Y22是端口1短路時(shí)端口2的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)納，Y12和Y21是轉(zhuǎn)移導(dǎo)納。 由于四者均與端口短路有關(guān)，又稱為雙口網(wǎng)絡(luò)的短路導(dǎo)納參數(shù)。 若以端口電流和端口電壓為獨(dú)立變量,則雙口網(wǎng)絡(luò)的特性方程為：即

3、， ， h11是端口2短路時(shí)，端口1的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)阻抗，h22 是端口1開(kāi)路時(shí)，端口2的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)導(dǎo)納， h12 是端口1開(kāi)路時(shí)的反向電壓傳輸比，h21 是端口2短路時(shí)的正向電流傳輸比。由于這中個(gè)參數(shù)不全是阻抗或?qū)Ъ{，又稱為雙口網(wǎng)絡(luò)的第一種混合參數(shù)。 若以端口電壓 和端口電流 為獨(dú)立變量，則雙口網(wǎng)絡(luò)的特性方程為： 即： 其中： 1/A是端口2開(kāi)路時(shí)的正向電壓傳輸比；1/B是端口2短路時(shí)的正向轉(zhuǎn)移導(dǎo)納；1/C是端口2開(kāi)路時(shí)的正向轉(zhuǎn)移阻抗；1/D是端口2短路時(shí)的正向電流傳輸比。A、B 、C 、D稱為第一種傳輸參數(shù)，矩陣稱為第一種傳輸矩陣。 為了簡(jiǎn)化名稱，我們將四種參數(shù)簡(jiǎn)稱為 Y 參數(shù)、Z參數(shù)、H參數(shù)、T 參

4、數(shù)。雙口網(wǎng)絡(luò)是可以互相連接的，而且一些功能不同的雙口網(wǎng)絡(luò)適當(dāng)?shù)剡B接在一起會(huì)實(shí)現(xiàn)某種特定的技術(shù)要求。雙口網(wǎng)絡(luò)的連接方式有：并聯(lián)、串聯(lián)、串并聯(lián)、并串聯(lián)和級(jí)聯(lián)。(1) 并聯(lián)連接兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)時(shí)如圖所示。圖兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)連接其特性方程： （2）串聯(lián)連接 兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)連接如圖所示。圖5.14.3 兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)連接其特性方程：其中：（3）串并聯(lián)和并串聯(lián)連接兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的串并聯(lián)接如圖所示。 圖兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的串并聯(lián)連接其特性方程： 因此： 兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的并串連接如圖所示，其特性方程： 因此：圖兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的并串聯(lián)連接（4）級(jí)聯(lián)連接 兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)如圖所示，其特性方程為：圖5.14.6 兩

5、個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)連接其中：實(shí)驗(yàn)儀器直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)數(shù)字萬(wàn)用表1只直流電流表2只雙口電路實(shí)驗(yàn)板 1塊雙路穩(wěn)壓電源數(shù)字萬(wàn)用表直流電流表雙口電路實(shí)驗(yàn)板實(shí)驗(yàn)步驟雙口網(wǎng)絡(luò)電路如圖所示，所需電源電壓為10V，測(cè)量雙口網(wǎng)絡(luò)1和雙口網(wǎng)絡(luò)2的Z、Y、H和T參數(shù)。 (a) 雙口網(wǎng)絡(luò)1（b） 雙口網(wǎng)絡(luò)2圖5.14.8雙口網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)電路圖對(duì)雙口網(wǎng)絡(luò)1和雙口網(wǎng)絡(luò)2分別進(jìn)行串、并聯(lián)有效性測(cè)試。將雙口網(wǎng)絡(luò)1和雙口網(wǎng)絡(luò)2分別進(jìn)行串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)、并串聯(lián)和級(jí)聯(lián)連接，并測(cè)定其Z、Y、H參數(shù)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求根據(jù)定義式，設(shè)計(jì)測(cè)量電路并畫(huà)出電路圖。將任務(wù)1、3中所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)的端口電流、電壓不滿足約束條件。當(dāng)兩個(gè)雙口網(wǎng)

6、絡(luò)級(jí)聯(lián)連接時(shí)， 。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析無(wú)源雙口線性網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)為什么與外加電壓和電流無(wú)關(guān)？答：無(wú)源雙口線性網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)是由內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。兩個(gè)無(wú)源雙口線性網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行聯(lián)接時(shí)為什么要進(jìn)行有效性測(cè)試？ 答：根據(jù)雙口網(wǎng)絡(luò)的定義，恒有從一個(gè)端點(diǎn)流入的網(wǎng)絡(luò)的電流等于從另一個(gè)端點(diǎn)流出的電流。兩個(gè)無(wú)源雙口線性網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行聯(lián)接時(shí)要進(jìn)行有效性測(cè)試。兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)相互連接在一起后，若各自的端口電流條件不被破壞，則稱兩者的連接有效。實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)預(yù)習(xí)要求相關(guān)知識(shí)點(diǎn)注意事項(xiàng)預(yù)習(xí)要求預(yù)習(xí)無(wú)源線性雙口電路的等效參數(shù)及其特性方程。預(yù)習(xí)無(wú)源線性雙口電路的聯(lián)接方式。設(shè)計(jì)測(cè)式雙口電路的Z、Y、 H 、T參數(shù)電路。相關(guān)知識(shí)點(diǎn)二端口網(wǎng)絡(luò)的方程和

7、參數(shù)開(kāi)路阻抗（Z）參數(shù)和Z參數(shù)方程短路導(dǎo)納（Y）參數(shù)和Y參數(shù)方程混合參數(shù)（H）和H參數(shù)方程傳輸參數(shù)（T）和T參數(shù)方程二端口網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接串聯(lián)并聯(lián)串并聯(lián)并串聯(lián)級(jí)聯(lián)測(cè)量時(shí)注意電流表的極性。測(cè)量過(guò)程中，雙口網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能改變。注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)量無(wú)源線性雙口網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。研究雙口網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接方式。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分別測(cè)量雙口電路1的Z、Y、H和T參數(shù)。分別測(cè)量雙口電路2的Z、Y、H和T參數(shù)。對(duì)雙口電路1和雙口電路2分別進(jìn)行串、并聯(lián)有效性測(cè)試。將雙口電路1和雙口電路2級(jí)聯(lián)聯(lián)接并測(cè)定T參數(shù)三、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)數(shù)字萬(wàn)用表1只直流電流表 2只實(shí)驗(yàn)電路板1塊四、實(shí)驗(yàn)用詳細(xì)電路圖1雙口

8、電路（二）（一）2雙口電路并聯(lián)聯(lián)接的有效性測(cè)試電路3.雙口電路串聯(lián)連接的有效性測(cè)試電路4雙口電路級(jí)聯(lián)聯(lián)接五、實(shí)驗(yàn)原理、計(jì)算公式 如果輸入端的電壓為 、輸入端的電流為 ，則輸出端的電壓為 ，輸出端的電流為 。若用電流表示電壓的雙口網(wǎng)絡(luò)特性方程為：即：其中： ，若用電壓表示電流的雙口網(wǎng)絡(luò)特性方程為：即：其中： ， ， 若以端口電流 和端口電壓 為獨(dú)立變量，則雙口網(wǎng)絡(luò)的特性方程為：其中： ， 即： ， ， ， 若以端口電壓 和端口電流 為獨(dú)立變量，則雙口網(wǎng)絡(luò)的特性方程為：即：其中： ， ， ， 2雙口電路連接的有效性測(cè)試 兩個(gè)雙口電路相互連接在一起后，若各自的端口電流約束條件不被破壞，則兩者的連接有

9、效。兩個(gè)雙口電路之間的連接是否有效，可通過(guò)有效性測(cè)試判定。 并聯(lián)電路連接的有效性測(cè)試：先將網(wǎng)絡(luò)連接成如圖（a）的形式，用電壓表測(cè)出兩個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)輸出端電壓，再將網(wǎng)絡(luò)改接成如圖（b）的形式，測(cè)量?jī)蓚€(gè)網(wǎng)絡(luò)輸入端的電壓。如在這兩次測(cè)量中電壓表的讀數(shù)均為零，則可確定連接有效。 串接電路連接的有效性測(cè)試：將電路分別連接成圖（a）和圖（b）的形式，分別測(cè)量?jī)蓚€(gè)雙口電路的輸出端的電壓和輸入端電壓。當(dāng)兩個(gè)電壓表的讀數(shù)均為零時(shí)可斷定將此兩個(gè)雙口電路連接起來(lái)不會(huì)破壞兩者的端口電流的約束條件。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄1雙口電路（一）U1 / V I1 / mAU2 / VI2 / mA輸出端開(kāi)路10.3039.83.5980輸出端短路10.2548.0023.5輸入端開(kāi)路4.985010.2454.98輸入端短路023.510.2466.0當(dāng)R=50時(shí)U1=10.24V I1=23.0mA U2=4.809V I2=2.雙口電路（二）U1 / V I1 / mAU2 / VI2 / mA輸出端開(kāi)路10.2445.53.390輸出端短路10.2425.98033.98輸入端開(kāi)路6.04010.2440.98輸入端短路033.9810.2451.03.雙口電路級(jí)聯(lián)聯(lián)接U1 / VI1 / mAU2 / VI2 / mA輸出端開(kāi)路