实验四：双口网络测试报告

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Ａ、Ｂ、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：2010UUA（令02I，即输出口开路时）SSIUB21（令02U，即输出口短路时）2010UIC（令02I，即输出口开路时）SSIID21（令02U，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、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。CAIUR101010（令02I，即输出口开路时）DBIURSSS111（令02U，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CDIUR202020（令01I，即输入口开路时）ABIURSSS222（令01U，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３.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。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0-10V12直流数字毫安表13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，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012I测量值计算值VU110VU120mAI1101A1B9.903.8820.82.5521.707输出端短路012UVUS11mAIS11mAIS121C1D9.9023.05.85.3613.966双口网络II输出端开路022I测量值计算值VU210VU220mAI2102A2B9.803.9020.82.5131.690输出端短路022UVUS21mAIS21mAIS222C2D9.8023.05.85.3333.966输出端开路02I输出端短路02U计算传输参数VU10mAI10KR10VUS1mAIS1KRS110.022.20.45010.022.40.446输入端开路01I输入端短路01U47.1425.19461.6660.8DCBAVU20mAI20KR20VUS2mAIS2KRS210.313.70.75210.313.80.746双口网络级联的理论值：52.152121CBAAA08.112121DBBAB62.342121CDACC79.242121DDBCD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。