上海交通大学本科学位课程 电路实验 双口网络的等效参数和联接

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1、双口网络的等效参数和联接实验目的实验原理实验仪器实验步骤实验报告要求实验现象实验结果分析实验相关知识实验标准报告实验目的1.测量无源线性双口网络的等效参数。2.研究双口网络的联接方式。实验原理1.一个网络，如果其可供与其他网络连接的外伸点数超过2时，则称为多端网络。所谓端口是一对端钮，流入其中一个端钮的电流等于流出另一个端钮的电流。双口网络可用图5.14.1所示的方框来表示。一个四端网络。若其四个端点能两两成对地构成端口，İ1İ2无源线性U̇U̇12双口网络图5.14.1双口网络电路则此四端网络是一

2、个双口网络。对于一个复杂的无源线性双口网络，通常只对它的端口特性进行研究，而不考虑其内部结构。通过对它端口特性进行测量，得出等效参数。2.如果输入端的电压为U̇1、输入端的电流为İ1，则输出端的电压为U̇，输出端的电流为İ。若用电22流表示电压的双口网络特性方程为：U̇1=ZI111̇+ZI122̇即：⎡U̇⎤⎡ZZ⎤⎡⎤İ111121⎢⎥=⎢⎥⎢⎥U̇=Zİ+ZİU̇ZZİ2211222⎣2⎦⎣2122⎦⎣⎦2其中：U̇U̇11Z11=̇İ=0，Z12=̇İ1=0I2I12U̇U̇22

3、Z=Z=21̇İ=022İİ=0I2，221Z11是端口2开路时端口1的驱动点阻抗；Z12是端口1开路时的反向转移阻抗；Z21是端口2开路时的反向转移阻抗；Z22是端口1开路时端口2的驱动点阻抗。由于这些参数都与端口开路有关，所以称为双口网络的开路阻抗参数。若用电压表示电流的双口网络特性方程为：İ1=YU11̇1+YU12̇2即⎡⎤İ⎡YY⎤⎡U̇⎤111121İ=YU̇+YU̇⎢⎥̇=⎢⎥⎢̇⎥2211222⎣⎦I2⎣Y21Y22⎦⎣U2⎦其中：，̇İI11Y=Y=11̇U̇=012̇̇

4、U12U2U1=0İİY=2221U̇U̇2=0Y22=̇U̇=01U21Y11是端口2短路时端口1的驱动点导纳，Y22是端口1短路时端口2的驱动点导纳，Y12和Y21是转移导纳。由于四者均与端口短路有关，又称为双口网络的短路导纳参数。若以端口电流和端口电压为独立变量,则双口网，络的特性方程为：U̇=hİ+hU̇即⎡U̇⎤⎡hh⎤111112211112⎢⎥=⎢⎥İ=hİ+hU̇⎣İ2⎦⎣h21h22⎦2211222，̇U1U̇h=h=111İU̇2=012̇İ=01U12İİ22h

5、21=̇U̇2=0h12=̇İ=0I1U12h11是端口2短路时，端口1的驱动点阻抗，h22是端口1开路时，端口2的驱动点导纳，h12是端口1开路时的反向电压传输比，h21是端口2短路时的正向电流传输比。由于这中个参数不全是阻抗或导纳，又称为双口网络的第一种混合参数。若以端口电压U̇2和端口电流−İ2为独立变量，则双口网络的特性方程为：U̇1=AU̇2+B(−İ2)即：⎡U̇⎤⎡AB⎤⎡U̇⎤⎡U̇⎤122⎢⎥=⎢⎥⎢⎥=T⎢⎥İ1=CU̇2+D(−İ2)⎣İ⎦⎣CD⎦⎣−İ⎦⎣−İ⎦1

6、22其中：U̇U̇11A=B=U̇İ1=0−İU̇2=022İİC=11U̇̇D=̇2I1=0−I2U̇2=01/A是端口2开路时的正向电压传输比；1/B是端口2短路时的正向转移导纳；1/C是端口2开路时的正向转移阻抗；1/D是端口2短路时的正向电流传输比。A、B、C、D称为第一种传输参数，矩阵称为第一种传输矩阵。为了简化名称，我们将四种参数简称为Y参数、Z参数、H参数、T参数。3.双口网络是可以互相连接的，而且一些功能不同的双口网络适当地连接在一起会实现某种特定的技术要求。双口网络的连接方式有

7、：并联、串联、串－并联、并－串联和级联。(1)并联连接两个双口网络并联时如图5.14.2所示。图5.14.2两个双口网络的并联连接其特性方程：⎡U̇⎤⎡U̇′⎤⎡U̇″⎤111⎢⎥=⎢⎥=⎢⎥⎢U̇⎥⎢U̇′⎥⎢U̇″⎥⎣2⎦⎣⎦⎣⎦22⎡⎤İ⎡İ'+İ″⎤⎡İ′⎤⎡İ″⎤11111⎢⎥=⎢⎥=⎢⎥⎢+⎥⎢⎥⎣⎦İ⎢⎣İ′+İ″⎥⎦⎢⎣İ′⎥⎢⎦⎣İ″⎥⎦22222⎡⎤İ⎡U̇′⎤⎡U̇″⎤⎡U̇⎤⎡U̇⎤11111⎢⎥=Y⎢⎥+Y⎢⎥=(Y+Y)⎢⎥=Y⎢⎥̇1̇2̇12̇̇⎢⎥

8、I⎢U′⎥⎢U″⎥UU⎣⎦2⎣⎦⎣⎦⎣2⎦⎣⎦22YYY=+12（2）串联连接两个双口网络的串联连接如图5.14.3所示。图5.14.3两个双口网络的串联连接其特性方程：⎡V̇⎤⎡İ′⎤⎡İ″⎤⎡⎤İ⎡⎤İ11111⎢⎥=Z⎢⎥+Z⎢⎥=(Z+Z)⎢⎥=Z⎢⎥̇1̇2̇12̇̇⎢V⎥⎢I′⎥⎢I″⎥⎢⎥I⎢⎥I⎣2⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦2⎣⎦222其中：Z=Z+Z12（3）串－并联和并－串联连接两个双口网络的串－并联接如图5.14.4所示。