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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 U2和电流丨2作为自变量，以输入 口的电压Ui和电流I 2作为应变量，所得的方程称为双口网络的
2、传输方程。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U AU2 BI2li =CU2 DI 25无 源 双口网络图4-1式中的A、E、C、D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：A =,U10U 20（令丨2 ：=0，即输出口开路时）B =U 1S1（令U2=0，即输出口短路时）I 2SC =1 10U 20（令 I2 :=0，即输出口开路时）D 二I 1SI 2S（令U2=0，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A、E、C
3、、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双口网络，采用同时测量发就很不方便， 这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。RioU10（令丨2 = 0，即输出口开路时）4 / 410U bR1S一（令U2= 0，即输出口短路时）1 is D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R20（令h = 0，即输入口开路时）I 20 CR2SU 2S（令Ui =0，即输入口短路时）2SRw、RS、R20、R2S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即 A
4、D - BC = 1至此，可求出四个传输参数、_ R10IR20RisR2SA =R10R20 - R2SB = R2sAC = A. R0D = R20C3. 双口网络级联后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。A = Ai A2B1C2B Ai B2B1D2C = Ci A2Di C2D = C1B2D1D2实验设备序号名称型号与规格数量备注i可调直流稳压电源o-iovi2直流数字毫安表i3直流数子电压表i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 1
5、0V，作为双口网络的输入尸I I丄口 ；200UufII丄印：51应口22双口网络I1pjIIU212O3Il O Qi1F双口兩络II圈4-21、按同时测量法分别测定两个双口网络的传输参数Ai Bi Ci Di和A B2 C2 D2，并列出它们的传输方程。2、将两个双口网络级联后，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输出端开路丨12 =°测量值计算值口Uii0(V )Ui20(V )lii0(mA)AiBi网9.903.8820.82.552i.707络输出端
6、短路Uiis(V )liis(mA)li2s(mA)CiDiIUi2 =09.9023.05.85.36i3.966双输出端开路测量值计算值口122 =0U210(V )U 220 (V)12i0 (mA )AB2网络 H9.803.9020.82.5131.690输出端短路U 22 = 0U21S（V ）l21s（mA）122S （mA）C2D29.8023.05.85.3333.966输出端开路1 2 =0输出端短路U2 = 0计算传输参数U10（V ）l10（mA）R1°（K0 ）U1S（V ）11S （mA）R1s（K0 ）10.022.20.45010.022.40.446
7、输入端开路11 =0输入端短路U1 = 0A = 8.660B = 6.461C =19.25D =14.47U20（V ）l20（mA）R20（K0）U2S（V ）12S （mA）R2s（K0 ）10.313.70.75210.313.80.746双口网络级联的理论值：A=A、A BQ2 =15.52B = AjB2 BQ2 =11.08C 9A2D1C2 =34.62D 9B2 D1D2 =24.79六、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B上1 2Sc上U 20D H1 2S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A-R10R20 一 R2SB = R2sAC二A R10D = R20C，考察上式可以知道R20 - R2S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。