雙口網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)和聯(lián)接

雙口網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)和聯(lián)接第一頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二實驗?zāi)康臏y量無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。研究雙口網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接方式。第二頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二實驗原理一個網(wǎng)絡(luò)，如果其可供與其他網(wǎng)絡(luò)連接的外伸點數(shù)超過2時，則稱為多端網(wǎng)絡(luò)。所謂端口是一對端鈕，流入其中一個端鈕的電流等于流出另一個端鈕的電流。雙口網(wǎng)絡(luò)可用圖5.14.1所示的方框來表示。一個四端網(wǎng)絡(luò)。若其四個端點能兩兩成對地構(gòu)成端口，圖5.14.1雙口網(wǎng)絡(luò)電路第三頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二則此四端網(wǎng)絡(luò)是一個雙口網(wǎng)絡(luò)。對于一個復(fù)雜的無源 線性雙口網(wǎng)絡(luò)，通常只對它的端口特性進行研究，而不考慮其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。通過對它端口特性進行測量，得出等效參數(shù)。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：第四頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二其中： ，

，

Z11是端口2開路時端口1的驅(qū)動點阻抗；Z12是端口1開路時的反向轉(zhuǎn)移阻抗；Z21是端口2開路時的反向轉(zhuǎn)移阻抗；Z22是端口1開路時端口2的驅(qū)動點阻抗。由于這些參數(shù)都與端口開路有關(guān)，所以稱為雙口網(wǎng)絡(luò)的開路阻抗參數(shù)。第五頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二

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短路時端口1的驅(qū)動點導(dǎo)納，Y22是端口1短路時端口2的驅(qū)動點導(dǎo)納，Y12和Y21是轉(zhuǎn)移導(dǎo)納。第六頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二 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立變量,則雙口網(wǎng)絡(luò)的特性方程為： 即，

，

第七頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二

h11是端口2短路時，端口1的驅(qū)動點阻抗，h22是端口1開路時，端口2的驅(qū)動點導(dǎo)納，h12是端口1開路時的反向電壓傳輸比，h21是端口2短路時的正向電流傳輸比。由于這中個參數(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)。第八頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二

若以端口電壓和端口電流為獨立變量，則雙口網(wǎng)絡(luò)的特性方程為：即：

其中：第九頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二

1/A是端口2開路時的正向電壓傳輸比；1/B是端口2短路時的正向轉(zhuǎn)移導(dǎo)納；1/C是端口2開路時的正向轉(zhuǎn)移阻抗；1/D是端口2短路時的正向電流傳輸比。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。為了簡化名稱，我們將四種參數(shù)簡稱為Y參數(shù)、Z參數(shù)、H參數(shù)、T參數(shù)。第十頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二雙口網(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接在一起會實現(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)和級聯(lián)。(1)并聯(lián)連接 兩個雙口網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)時如圖5.14.2所示。圖5.14.2兩個雙口網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)連接第十一頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二其特性方程：

第十二頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二（2）串聯(lián)連接 兩個雙口網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)連接如圖5.14.3所示。圖5.14.3兩個雙口網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)連接第十三頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二其特性方程：其中：第十四頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二（3）串－并聯(lián)和并－串聯(lián)連接兩個雙口網(wǎng)絡(luò)的串－并聯(lián)接如圖5.14.4所示。

圖5.14.4兩個雙口網(wǎng)絡(luò)的串－并聯(lián)連接第十五頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二其特性方程：

因此：

第十六頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二

兩個雙口網(wǎng)絡(luò)的并－串連接如圖5.14.5所示，其特性方程：

因此：圖5.14.5兩個雙口網(wǎng)絡(luò)的并－串聯(lián)連接第十七頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二（4）級聯(lián)連接 兩個雙口網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)如圖5.14.6所示，其特性方程為：圖5.14.6兩個雙口網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)連接其中：第十八頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二實驗儀器直流穩(wěn)壓電源

1臺數(shù)字萬用表 1只直流電流表 2只雙口電路實驗板1塊第十九頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二雙路穩(wěn)壓電源第二十頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二數(shù)字萬用表第二十一頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二直流電流表第二十二頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二雙口電路實驗板第二十三頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二實驗步驟雙口網(wǎng)絡(luò)電路如圖5.14.8所示，所需電源電壓為10V，測量雙口網(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)實驗電路圖第二十四頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二對雙口網(wǎng)絡(luò)1和雙口網(wǎng)絡(luò)2分別進行串、并聯(lián)有效性測試。將雙口網(wǎng)絡(luò)1和雙口網(wǎng)絡(luò)2分別進行串聯(lián)、并聯(lián)、串－并聯(lián)、并－串聯(lián)和級聯(lián)連接，并測定其Z、Y、H參數(shù)。第二十五頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二實驗報告要求根據(jù)定義式，設(shè)計測量電路并畫出電路圖。將任務(wù)1、3中所得的數(shù)據(jù)進行比較。第二十六頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二兩個雙口網(wǎng)絡(luò)的端口電流、電壓不滿足約束條件。當(dāng)兩個雙口網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)連接時，。實驗現(xiàn)象第二十七頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二實驗結(jié)果分析無源雙口線性網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)為什么與外加電壓和電流無關(guān)？答：無源雙口線性網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)是由內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。兩個無源雙口線性網(wǎng)絡(luò)在進行聯(lián)接時為什么要進行有效性測試？答：根據(jù)雙口網(wǎng)絡(luò)的定義，恒有從一個端點流入的網(wǎng)絡(luò)的電流等于從另一個端點流出的電流。兩個無源雙口線性網(wǎng)絡(luò)在進行聯(lián)接時要進行有效性測試。兩個雙第二十八頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二口網(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。第二十九頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二實驗相關(guān)知識預(yù)習(xí)要求 相關(guān)知識點 注意事項 第三十頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二預(yù)習(xí)要求預(yù)習(xí)無源線性雙口電路的等效參數(shù)及其特性方程。預(yù)習(xí)無源線性雙口電路的聯(lián)接方式。設(shè)計測式雙口電路的Z、Y、H、T參數(shù)電路。第三十一頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二相關(guān)知識點二端口網(wǎng)絡(luò)的方程和參數(shù) 開路阻抗（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` 第三十二頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二二端口網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接 串聯(lián) 并聯(lián) 串并聯(lián) 并串聯(lián) 級聯(lián) 第三十三頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二測量時注意電流表的極性。測量過程中，雙口網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能改變。注意事項第三十四頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二實驗標(biāo)準(zhǔn)報告一、實驗?zāi)康臏y量無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)的等效參數(shù)。研究雙口網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接方式。第三十五頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二二、實驗內(nèi)容分別測量雙口電路1的Z、Y、H和T參數(shù)。分別測量雙口電路2的Z、Y、H和T參數(shù)。對雙口電路1和雙口電路2分別進行串、并聯(lián)有效性測試。將雙口電路1和雙口電路2級聯(lián)聯(lián)接并測定T參數(shù)第三十六頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二三、實驗儀器、設(shè)備

直流穩(wěn)壓電源 1臺 數(shù)字萬用表 1只 直流電流表 2只 實驗電路板 1塊第三十七頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二四、實驗用詳細電路圖1．雙口電路第三十八頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二（二）（一）第三十九頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二2．雙口電路并聯(lián)聯(lián)接的有效性測試電路第四十頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二3.雙口電路串聯(lián)連接的有效性測試電路第四十一頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二4．雙口電路級聯(lián)聯(lián)接第四十二頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二五、實驗原理、計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：第四十三頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二其中：

， ，若用電壓表示電流的雙口網(wǎng)絡(luò)特性方程為： 即：

其中：

，

，

第四十四頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二 若以端口電流和端口電壓為獨立變量，則雙口網(wǎng)絡(luò)的特性方程為： 其中：，，即：，

，，，第四十五頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二 若以端口電壓和端口電流為獨立變量，則雙口網(wǎng)絡(luò)的特性方程為：

即： 其中：

，

，

，

第四十六頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二2．雙口電路連接的有效性測試 兩個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，則兩者的連接有效。兩個雙口電路之間的連接是否有效，可通過有效性測試判定。 并聯(lián)電路連接的有效性測試：先將網(wǎng)絡(luò)連接成如圖5.14.6（a）的形式，用電壓表測出兩個雙口網(wǎng)絡(luò)輸出端電壓，再將網(wǎng)絡(luò)改接成如圖5.14.6（b）的形式，測量兩個網(wǎng)絡(luò)輸入端的電壓。如在這兩次測量中電壓表的讀數(shù)均為零，則可確定連接有效。第四十七頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二串接電路連接的有效性測試：將電路分別連接成圖5.14.7（a）和圖5.14.7（b）的形式，分別測量兩個雙口電路的輸出端的電壓和輸入端電壓。當(dāng)兩個電壓表的讀數(shù)均為零時可斷定將此兩個雙口電路連接起來不會破壞兩者的端口電流的約束條件。第四十八頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二六、實驗數(shù)據(jù)記錄1．雙口電路（一）U1/VI1/mAU2/VI2/mA輸出端開路10.3039.83.5980輸出端短路10.2548.00－23.5輸入端開路4.985010.2454.98輸入端短路0－23.510.2466.0當(dāng)R=50Ω時U1=10.24VI1=23.0mAU2=4.809VI2=－7.5mA第四十九頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二2.雙口電路（二）U1/VI1/mAU2/VI2/mA輸出端開路10.2445.53.390輸出端短路10.2425.980－33.98輸入端開路6.04010.2440.98輸入端短路0－33.9810.2451.0第五十頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二3.雙口電路級聯(lián)聯(lián)接U1/VI1/mAU2/VI2/mA輸出端開路10.3243.00.7140輸出端短路10.3243.20－6.42第五十一頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二七、實驗數(shù)據(jù)計算1．雙口電路（一） Z參數(shù)：第五十二頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二Y參數(shù)：第五十三頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二H參數(shù)：第五十四頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二T參數(shù)：第五十五頁，共六十二頁，編輯于2023年，星期二2．雙口電路（二） Z參數(shù)：

第五十六頁，共六十