1、1实验二 二端口网络的搭接与测试一、实验目的1. 加深理解二端口网络的基本理论知识。2. 掌握直流二端口网络传输参数的测量方法。二、实验设备直流稳压电源 数字直流电压表 数字直流毫安表 按键开关 2 个 电阻 2002 只 3002 只 5102 只三、实验原理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二端口电路来替代原网络，此即为“黑盒理论”的基本内容。1. 一个二端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
2、的电压 U1和电流 I1 作为应变量，所得的方程称为二端口网络的传输方程，如图 2-1 所示的无源线性二端口网络（又称为四端网络）的传输方程为： U1AU 2BI 2； I1CU 2DI 2。式中的 A、B、C、D 为二端口网络的传输参数，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二端口网络的基本特性，它们的含义是：U1OA （令 I20，即输出口开路时） U2OU1sB （令 U20，即输出口短路时）I2sI1OC （令 I20，即输出口开路时）U2OI1sD （令 U20，即输出口短路时） 图 2-1I2s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
3、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二端口网络， 采用同时测量法就很不方便。这U1I1 U2I2+ +2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：U1O AR 1O （令 I20，即输出口开路时）I1O CU1s BR1s （令 U20，即输出口短路时）I1s D然后在输出口加电压，而将输入口开路和短路，测量输出口的电压和电流。此时可得U2O DR 2O （令 I10，即输入口开路时）I2O CU2s BR 2s （令 U10，即输入口短路时）I2s AR1O，
4、R1s，R 2O，R 2s 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，这四个参数中只有三个是独立的（ ADBC1） 。至此，可求出四个传输参数：A ， BR 2SA， CA/R 1O， DR 2OC)/(21SO3. 二端口网络级联后的等效二端口网络的传输参数亦可采用前述的方法之一求得。 从理论推得两个二端口网络级联后的传输参数与每一个参加级联的二端口网络的传输参数之间有如下的关系： A A1A2B 1C2 BA 1B2B 1D2C C1A2D 1C2 DC 1B2D 1D2四、实验内容及步骤二端口网络实验线路如图 2-2 所示。将直流稳压电源的输出电压调到 10V，作为二端口网络的
5、输入。1. 按同时测量法分别测定两个二端口网络的传输参数 A1、B 1、C 1、D 1 和 A2、B 2、C 2、D 2，并列出它们的传输方程。20 30510二 端 口 网 络 I+ +I1 I12U1 U1220 30510二 端 口 网 络 I+ +I21 I2U21 U2图 2-23测 量 值 计 算 值U11O（V ） U12O（V ） I11O（mA） A1 B1输出端开路I12=0U11S（V） I11S（mA） I12S（mA） C1 D1二端口网络I输出端短路U12=0测 量 值 计 算 值U21O（V ） U22O（V ） I21O（mA） A2 B2输出端开路I22=0U
6、21S（V） I21S（mA） I22S（mA） C2 D2二端口网络II输出端短路U22=02. 将两个二端口网络级联，即将网络 I 的输出接至网络 II 的输入。 用两端口分别测量法测量级联后等效二端口网络的传输参数 A、B、C、D，并验证等效二端口网络传输参数与级联的两个二端口网络传输参数之间的关系。输出端开路 I2=0 输出端短路 U2=0U1O（V）I1O（mA）R1O（K）U1S（V）IIS（mA）RIS（K）计 算传输参数输入端开路 I1=0 输入端短路 U1=0U2O（V）I2O（mA）R2O（K）U2S（V）I2S（mA）R2S（K）A=B=C=D=五、实验注意事项41. 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。5. 心得体会及其他。
