1、實驗12二端口網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測定一、實驗?zāi)康?加深理解雙口網(wǎng)絡(luò)的基本理論。2.學習雙口網(wǎng)絡(luò) Y參數(shù)、Z參數(shù)及傳輸參數(shù)的測試方法。3深入理解雙口網(wǎng)絡(luò)的三種不同連接方式：級聯(lián)(鏈聯(lián))，串聯(lián)和并聯(lián)，掌握部分雙口網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)與其組成的復(fù)合雙口網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)參數(shù)間的關(guān)系。二、原理說明1.如圖2-12-1所示的無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)，其兩端口的電壓、電流四個變量之間關(guān)系，可用多種形式的參數(shù)方程來描述。無 雙口 f源 可絡(luò)m圖 2-12-1(1)若用Y參數(shù)方程來描述，則為li =YiiUi +Y2U2I 2 =Y21U1Y22U2其中Yu丄令U2 =0,即輸出端口短路時U1丫21 =上 令U2 =0,即輸出端口短路時U1Y

2、12丄令U0,即輸入端口短路時U 2丫22P令5 =0,即輸入端口短路時U 2由上可知，只要在雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入端口加上電壓，令輸出端口短路，根據(jù)上面的前兩個公式即可求得輸入端口處的輸入導納丫11和輸出端口與輸入端口之間的轉(zhuǎn)移導納丫21。同理，只要在雙口網(wǎng)絡(luò)的輸出端口加上電壓，令輸入端口短路，根據(jù)上面的后兩個公式 即可求得輸出端口處的輸入導納丫22和輸入端口與輸出端口之間的轉(zhuǎn)移導納丫12。(2 )若用Z參數(shù)方程來描述，則為U 二 Z ii Ii 11 Z121U 2 Z21I1 ' Z22 I 2 其中 乙=也令I(lǐng)2 =0,即輸出端口開路時11Z21 =土 令12 =0,即輸出端口開路時1

3、1Z12 令h =0,即輸入端口開路時1 2Z22 =UU1令I(lǐng)i =0,即輸入端口開路時1 2由上可知，只要在雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入端口加上電流源，令輸出端口開路，根據(jù)上面的前兩 個公式即可求得輸出端口開路時輸入端口處的輸入阻抗Zii和輸出端口與輸入端口之間的開路轉(zhuǎn)移阻抗Z21。同理，只要在雙口網(wǎng)絡(luò)的輸出端口加上電流源，令輸入端口開路，根據(jù)上面的后兩個公 式即可求得輸入端口開路時輸出端口處的輸入阻抗Z22和輸入端口與輸出端口之間的開路轉(zhuǎn)移阻抗Zi2。（3）若用傳輸參數(shù)（A、T）方程來描述，則為Ui =AU2 -BbIi =CU2 -DI 2其中A =5°令12 =0,即輸出端口開路時 U2

4、0B二H令=0,即輸出端口短路時 T 2sc二也令I(lǐng)2 =0,即輸出端口開路時U 20D二丄 令=0,即輸出端口短路時 T 2s由上可知，只要在雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入端口加上電壓，令輸出端口開路或短路，在兩個端口 同時測量電壓和電流，即可求出傳輸參數(shù)A、B、C、D，這種方法稱為同時測量法。2測量一條遠距離傳輸線構(gòu)成的雙口網(wǎng)絡(luò)，采用同時測量法就很不方便，這時可采用分別 測量法，即先在輸入端口加電壓，而將輸出端口開路或短路，在輸入端口測量其電壓和電流， 由傳輸方程得Ri0 = 10A令I(lǐng)2 =0,即輸出端口開路時Ii0 CUbRis二一11 =一令U2 =0,即輸出端口短路時I1s D然后在輸出端口加電壓

5、，而將輸入端口開路或短路，在輸出端口測量其電壓和電流，由傳輸方程得R20二一二D令h =0,即輸入端口開路時 -I 20 CUb令八0即輸入端口短路時Rio、Ris、R20、R>s分別表示一個端口開路或短路時另一端口的等效輸入電阻，對于無源 線性雙口網(wǎng)絡(luò)，這四個參數(shù)只有三個是獨立的，即AD - BC =1至此，可求得四個傳輸參數(shù)為R10A 二，-R20 - R2sB = AR?saR10D =CR203雙口網(wǎng)絡(luò)有三種不同的連接方式：級聯(lián)(鏈聯(lián))，串聯(lián)和并聯(lián)，分別如下圖2-12-2的,(b)和(c)所示。+ Ui(a)圖 2-12-2(1)雙口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)后的等效雙口網(wǎng)絡(luò)，如上圖 2-12-2

6、的(a)所示。其傳輸參數(shù)亦可采用 前述方法之一求得。從理論推得兩雙口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)后的傳輸參數(shù)與兩個級聯(lián)的雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸 參數(shù)之間關(guān)系為AB_ ABABCD |CDCD即A =AABCB =ABBDC = C AD CD =C BD D(2)雙口網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)后的等效復(fù)合雙口網(wǎng)絡(luò)，如上圖2-12-2(b)所示，其Z參數(shù)亦可采用前述求Z參數(shù)的方法求得。從理論推得復(fù)合雙口網(wǎng)絡(luò)的Z參數(shù)與兩個串聯(lián)的部分雙口網(wǎng)絡(luò)的1121二Z11Z11= Z12 Z12 二Z21 Z1Z21乙2. ZuZ722Z參數(shù)之間關(guān)系為乙1乙2Z21Z222-12-2(c)所示，其Y參數(shù)亦可采用Y參數(shù)與兩個并聯(lián)的部分雙口網(wǎng)絡(luò)的(3 )雙口網(wǎng)

7、絡(luò)并聯(lián)后的等效復(fù)合雙口網(wǎng)絡(luò)，如上圖 前述求Y參數(shù)的方法求得。從理論推得復(fù)合雙口網(wǎng)絡(luò)的Y參數(shù)之間關(guān)系為Y21 M丫2；丫22 二 丫22 丫22三、實驗設(shè)備表 2-12-1序號名稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1直流穩(wěn)壓電源1DG042GYS-n組合儀表14雙口網(wǎng)絡(luò)實驗電路板1DG05四、實驗內(nèi)容雙口網(wǎng)絡(luò)的實驗電路如圖2-12-3所示。將直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓調(diào)到10V，作為雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入。1.用同時測量法測量雙口網(wǎng)絡(luò)I的 Y參數(shù)、Z參數(shù)及傳輸參數(shù)，將測量與計算結(jié)果記錄于 表 2-12-2 中。表 2-12-2雙 口 網(wǎng) 絡(luò)I測量值計算值輸出端口開路I 2=0U (V)U2 (V)I 1 (mA)AC，Z；

8、1Z：輸岀端口短路U2=0U (V)I 1 (mA)I 2 (mA)B，D*丫輸入端口開路11=0U (V)U (V)12 (mA)Z；2Z；2輸入端口短路U=o11 (mA)a (V)12 (mA)丫1；Y；跟口用催I跋口珂踣II圖 2-12-32 用同時測量法測量雙口網(wǎng)絡(luò)n的的Y參數(shù)、Z參數(shù)及傳輸參數(shù)，將測量與計算結(jié)果記錄于表 2-12-3。表 2-12-3測量值計算值雙 口 網(wǎng) 絡(luò) n輸出端口開路丨2=0U (V)U2 (V)11 (mA)A”Z21輸出端口短路U=0U (V)11 (mA)12 (mA)B “D "Y：Y輸入端口開路11=0U (V)U2 (V)12 (mA)

9、Z12Z2；輸入端口短路U=011 (mA)a (V)12 (mA)Y2丫223 用分別測量法分別測量雙口網(wǎng)絡(luò)I、n的傳輸參數(shù)，將測量與計算結(jié)果記錄于表2-12-4中，與用同時測量法測得的雙口網(wǎng)絡(luò)i、n的傳輸參數(shù)值進行比較。4用同時測量法分別測量雙口網(wǎng)絡(luò)I和II級聯(lián)（鏈聯(lián)），串聯(lián)和并聯(lián)（分別如圖2-12-2的，（b）和（c）所示）后組成的復(fù)合雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)，Z參數(shù)及Y參數(shù)，將測量與計算結(jié)果記錄于表2-12-5中，并驗證復(fù)合雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)，Z參數(shù)及Y參數(shù)與兩個部分雙口網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。表 2-12-4輸出端開路I 2=0輸出端短路U2=0計算傳輸參數(shù)U0(V)I 10(mA)

10、Rw(k 0Us(V)11s(mA)Rs(kf)雙口網(wǎng)絡(luò)I雙口網(wǎng)絡(luò)I雙口網(wǎng)絡(luò) n雙口網(wǎng)絡(luò)n輸入端開路1 1=0輸入端短路U1=0a"=C r =Dc"= dIU20(V)I 20(mA)志化0Us(V)12s (mA)恵（k。雙口網(wǎng)絡(luò)i雙口網(wǎng)絡(luò)n表 2-12-5in級聯(lián)復(fù)合雙 口網(wǎng)絡(luò)測量值計算值1輸出端口開路I 2=0U1 (V)U2 (V)11 (mA)Ac輸出端口短路U=0U1 (V)11 (mA)12 (mA)BDin串聯(lián)復(fù)合雙 口網(wǎng)絡(luò)輸出端口開路丨2=0U1 (V)U2 (V)I 1 (mA)Z11乙1輸入端口開路丨1=0U (V)U2 (V)I 2 (mA)Z12

11、乙2輸出端口短路U1 (V)11 (mA)12 (mA)Y11丫1in并聯(lián)復(fù)合雙 口網(wǎng)絡(luò)U2 = 0輸入端口短路U1=011 (mA)(V)I 2 (mA)丫12丫225.用分別測量法測量兩個雙口網(wǎng)級聯(lián)后的等效復(fù)合雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)將測量與計算結(jié)果 記錄于表2-12-6中，與同時測量法的結(jié)果進行比較，并驗證等效復(fù)合雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)與兩個級聯(lián)的雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。表 2-12-6輸出端開路1 2 = 0輸出端短路U2=0計算傳輸參數(shù)Uo(V)I 10(mA)R0(kf)U1s(V)11s (mA)Rs(k 命輸入端開路丨1=0輸入端短路U=0A=B=C=D=U°(V)I 20(mA)R°(k0U2s(V)12s (mA)Rs(k。五、實驗注意事項1 測量電流時，要注意判別電流表的極性及選取合適的量程（注意電流12的參考方向）。2兩個雙口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)時，應(yīng)注意將雙口網(wǎng)絡(luò)I的輸出端口與雙口網(wǎng)絡(luò)n的輸入端口聯(lián)接。3兩個雙口網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)時，應(yīng)注意將雙口網(wǎng)絡(luò)I的輸入端口與雙口網(wǎng)絡(luò) II的輸入端口串聯(lián),將雙口網(wǎng)絡(luò)I的輸出端口與雙口網(wǎng)絡(luò)II的輸出端口串聯(lián)。4兩個雙口網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)時，應(yīng)注意將雙口網(wǎng)絡(luò)I的輸入端口與雙口網(wǎng)絡(luò) II的輸入端口并聯(lián),將雙口網(wǎng)絡(luò)I的輸出端口與雙口網(wǎng)絡(luò)II的輸出端口并聯(lián)。六、預(yù)習思考題本實驗可否用于交流雙口網(wǎng)絡(luò)的測定？七、實驗報告要求1