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1、 警告：本实验报告是居于模拟万用电表 MF47 测量所得的数据进行处理得到的.可以模仿;切勿抄袭 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.掌握直流双口网络熟传输数据的测量技术.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电压和电流间的;互关系;通过实验测定力方法求取一个极其简单的等值双口电路来代替原网络;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2U和电流2I作为自变量;以输入口的电压1U和电流2I作为应变量;所得的方程称为双口网络的传输
2、方程.如图4-1 所示的无源线性双口网络又称为四端网络的传输方程为 221BIAUU 221DICUI 式中的、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：2010UUA 令02I;即输出口开路时 SSIUB21 令02U;即输出口短路时 2010UIC 令02I;即输出口开路时 SSIID21 令02U;即输出口短路时 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、四个参数;此即为双端口同时测量法.若要测量一条远距离输电线构成的双口网络;采用同时测量发就很不方便;这时可采用分别
3、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.CAIUR101010 令02I;即输出口开路时 DBIURSSS111 令02U;即输出口短路时 然后在输出口加电压测量;而将输出口开路和短路;由此可得 CDIUR202020 令01I;即输入口开路时 ABIURSSS222 令01U;即输入口短路时 10R、SR1、20R、SR2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;这四个参数中有三个是独立的DARRRRSS212010 即 1 BCAD 至此;可求出四个传输参数、SRRRA22010 ARBS2 10RAC CRD20.双口网络级联后
4、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;从理论上推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.2121CBAAA 2121DBBAB 2121CDACC 2121DDBCD 三、实验设备 序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 可调直流稳压电源 0-10V 1 2 直流数字毫安表 1 3 直流数字电压表 1 四、实验内容 双口网络实验线路如图 4-2 所示.将直流稳压电源电源输出电压调至 10V;作为双口网络的输入.1、按同时测量法分别测定两个双口网络的传输参数1111DCBA和2222DCBA;并列出它们的传输方程.2、将两个双口网络级联后;
5、用两端口分别测量法测量级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之间的关系.五、实验数据记录及处理 双口网络 I 输出端开路 012I 测 量 值 计算值 VU110 VU120 mAI110 1A 1B 9.90 3.88 20.8 2.552 1.707 输出端短路 012U VUS11 mAIS11 mAIS12 1C 1D 9.90 23.0 5.8 5.361 3.966 双口网络 II 输出端开路 022I 测 量 值 计算值 VU210 VU220 mAI210 2A 2B 9.80 3.90 20.8 2.513 1.6
6、90 输出端短路 022U VUS21 mAIS21 mAIS22 2C 2D 9.80 23.0 5.8 5.333 3.966 输出端开路02I 输出端短路02U 计 算 传输参数 VU10 mAI10 KR10 VUS1 mAIS1 KRS1 10.0 22.2 0.450 10.0 22.4 0.446 输入端开路01I 输入端短路01U 47.1425.19461.6660.8DCBA VU20 mAI20 KR20 VUS2 mAIS2 KRS2 10.3 13.7 0.752 10.3 13.8 0.746 双口网络级联的理论值：52.152121CBAAA 08.112121D
7、BBAB 62.342121CDACC 79.242121DDBCD 六、实验结果报告与误差分析 1、从理论分析可知对于同时测量法 2010UUA SSIUB21 2010UIC SSIID21 考虑到测量为单次测量;测量误差选择万用电表的系统误差 5%;则上述四个参数的相对误差为 10%;因此我们使用双口网络 1、2 的测量值来合成级联后的传输参数的误差大约为 17%2、对于用分别测量法测量计算所得的传输参数;由于SRRRA22010 ARBS2 10RAC CRD20;考察上式可以知道SRR220的测量准确程度直接影响最终结果;万用电表的精确度不高;严重制约了最终结果.这也是导致理论值与 测量值出现较大偏差的原因.3、为获得理想的测量数据;本实验最好是采用高精度的仪器进行测量.