有源网络
有源校正网络如题图所示
试采用频率法设计超前校正装置 Gc ( s) ，使得系统实现如下的性能指标 （a）静态速度误差系数 Kv ≥ 100 ； （b）开环截止频率ωc > 30 ； （c）相位裕度γ c > 20ο 。 6－8 已知系统的开环传递函数为
G ( s) H ( s) =
K s( 0.02 s + 1)
试采用频率法设计滞后校正装置 Gc ( s) ，使得系统实现如下的性能指标 （a）静态速度误差系数 Kv ≥ 50 ； （b）开环截止频率ωc > 10； （c）相位裕度γ c > 60ο 。 6－9 已知单位反馈系统的结构图如题图所示，其中 K 为前向增益，
1 + T1s 为超前校正装 1 + T2 s
置， T1 > T2 ，试用频率法确定使得系统具有最大相位裕度的增益 K 值。
R(s) +-
K
1 + T1 s 1 + T2 s
习题 6－8
1 C(s) s2
6－10 设单位反馈控制系统的开环传递函数为
G ( s) =
K s +1
试采用二阶参考模型法设计校正装置 Gc ( s) ，使得校正后实现下述性能指标 （a）静态速度误差系数 Kv ≥ 10 ； （b）阶跃响应的过渡时间 t s < 0.4 秒；
6－12 设角位移伺服系统的开环模型为 G ( s) =
型法设计校正装置 Gc ( s) ，使得校正后实现下述性能指标 （a）静态速度误差系数 Kv ≥ 200 ； （b）阶跃响应的过渡时间 t s < 0.4 秒； （c）阶跃响应的超调量 M p < 30% ； 并计算相位裕度γ c 的大小。 6－13 设受控对象的开环模型为
有源二端网络等效参数的测定
RL/Ω
0 ~ 1000Ω
U/V 0 1 2 3 4 5 6 7 8
I/mA
9 10
电工电子教学部
四、实验电路及内容
4．测定有源二端网络等效电阻（又称入端电阻） 的其他方法：
将被测有源二端网络内的所有独立源置零（将电流源IS断开；去掉电 压源，并在原接电压源的两点用一根短路导线相连），然后用伏安 法或者直接用万用电表的欧姆挡去测量负载RL开路后输出端两点间 的电阻，此即为被测网络的等效内阻RO，或称网络的入端电阻RI。
0~30V 0~500mA 0~300V 0~2000mA
数量
1 1 1 1 1 各1
7
戴维宁定理实验线
1
路板
备注
实验屏B区 实验屏B 区 实验屏D区 实验屏D区 自备 TKDG-05
TKDG-03
电工电子教学部
实验台的布局和使用
电源控制屏 测量仪表
其
他
实
验
模
块
可
任
意
组
电路实验模块
合
电工电子教学部
电工电子教学部二原理说明有源二端网络等效参数的测量方法1开路电压短路电流法2伏安法3半电压法4零示法电工电子教学部三实验仪器及材料序号名称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源030v1实验屏b区2可调直流恒流源0500ma1实验屏b区3直流数字电压表0300v1实验屏d区4直流数字毫安表02000ma1实验屏d区5万用表1自备6元件箱电位器电阻箱各1tkdg057戴维宁定理实验线路板1tkdg03电工电子教学部实验台的布局和使用其他实验模块可任意组合电源控制屏测量仪表电路实验模块电工电子教学部1
二、原理说明
有源二端网络：任何一个线性有源二端网络，如果仅研究
有源二端网络 实验报告
有源二端网络实验报告
《有源二端网络实验报告》
实验目的：通过实验，了解有源二端网络的工作原理和特性，掌握有源二端网
络的基本应用和调试方法。
实验器材：示波器、信号发生器、电阻、电容、有源二端网络模块。
实验原理：有源二端网络是指网络中含有有源元件（如晶体管、运算放大器等）的电路。
有源二端网络可以提供放大、滤波、反馈等功能，是现代电子电路中
常见的重要组成部分。
实验步骤：
1. 搭建有源二端网络电路，连接示波器和信号发生器。
2. 调节信号发生器产生不同频率的正弦波信号，并观察示波器上的波形变化。
3. 调节有源二端网络的参数，如增益、频率响应等，观察波形变化。
4. 测量有源二端网络的输入阻抗、输出阻抗等参数。
实验结果：通过实验，我们观察到有源二端网络可以对输入信号进行放大、滤
波等处理，同时具有一定的输入输出阻抗。
调节有源二端网络的参数可以改变
其工作特性，实现不同的功能。
实验结论：有源二端网络是一种重要的电子电路组件，具有放大、滤波等功能。
掌握有源二端网络的工作原理和调试方法对于电子工程师来说是非常重要的。
通过本次实验，我们对有源二端网络有了更深入的了解，为今后的电子电路设
计和调试打下了基础。
总结：有源二端网络实验是电子电路实验中的重要内容，通过实验可以加深对
有源二端网络的理解，掌握有源二端网络的基本应用和调试方法。
希望通过本
次实验，同学们能够对有源二端网络有更深入的了解，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
有源二端网络等效参数的测量实验报告
U OCI SC实验3.3 有源二端网络等效参数的测量一、实验目的（1） 掌握有源二端网络的戴维南等效电路. （2） 验证戴维南定理，加深对该定理的理解。
（3） 掌握测量有源二端网络等效参数测量的方法。
（4） 了解负载获得最大传输功率的条件。
二、实验仪器1台直流稳压电源、1块数字万用表、1块直流毫安表、电工试验箱 三、实验原理 1。
有源二端网络任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一个支路的电压和电流,则可将电路的其余部分看做是一个有源二端网络。
有源二端网络包含线性电阻、独立电源和受控源. 2.戴维南等效电路及电路参数戴维南定理指出：任何一个线性有源二端网络,总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替,此电压源的电动势U S 等于这个有源二端网络的开路电压U OC ，其等效电阻RO 等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。
戴维南等效电阻如下图所示，电路参数为U OC (U S ）和R O 。
3.有源二端网络等效电阻R O 的测量方法: （1）伏安法测R O 用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图所示。
根据外特性曲线求出斜率tg ϕ，则电阻为R O =tg ϕ=IU∆∆（2)半电压法4.负载获得最大功率的条件下图1可视为由一个电源向负载输送电能的模型，R O 可视为电源内阻和传输线路电阻的总和,R L 为可变负载电阻，负载R L 上消耗的功率P 可由下式表示：L L OS L R R R U R I P 22⎪⎪⎭⎫⎝⎛+==当R L =0或R L =∞时，电源输送给负载的功率均为零.而以不同的R L 值代入上式，则可求得不同的P 值，其中必有一个R L 值，是负载能从电源处获得最大的功率。
R R L图1RL N 图2 U S根据数学求最大值的方法，令负载功率表达式的R L 为自变量，P 为应变量，并使0=LdR dP，即可求得最大功率传输的条件.即RL=RO当满足RL=RO 时,负载从电源获得的最大功率为L SL L S L L O SR UR R U R RR U P 42222max =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=这时，称此电路处于“匹配”状态。
HFC网管
HFC网络的网管原理及其应用一、概述（一）HFC网络的结构HFC网络的基本组成结构为前端（Headend），分前端(Hub)，光纤主干网，有源网络，用户接入网四部分。
对于HFC网络，光纤主干网分为模拟环网和数据环网。
总前端通过光纤主干网把各分前端联成冗余保护环网。
对于模拟CATV信号环网，由A、B双环组成，对进入各分前端的AB双路模拟CATV信号进行双路由备份，并通过射频开关进行自动切换。
有源网络指前端的上、下行信号通过光纤传输主光工作站部分；而用户接入网指光工作站至用户终端部分。
对于HFC网络的网管平台来讲，根据以上分析，把前端内设备部分叫做内部平台（Inside Plant），对于有源网络及用户接入网，则叫做外部平台（Outside Plant）。
本文主要针对前端内的设备的网管进行阐述。
（二）网管平台的基本结构HFC网络前端设备的网管主要针对安装在前端机房内机架机框内的有源设备，包括各种光接收机、光发射机、前置放大器等进行监测管理，依靠网管接口卡间的线缆连接，再经过转换服务器接入城域网或广域网，由网管服务器通过网络采集各前端设备的各种工作参数，并对数据进行处理，通过客户端网管软件的GUI界面显示在电脑屏幕上。
网管平台的基本结构图如下：网管服务器（Server）基于服务器/客户机(C/S)应用模式，通过IP数据网进行传输。
此结构非常适用于已建有城域网，通过虚网（VLAN）的划分，专门建立一个网管网络。
在各分前端的交接机上预留两个以上的以太网口，一个用于网管转换服务器的接入，另一个用于对各分前端设备进行配置和维护，并支持多用户按不同权限访问网管服务器。
（三）实际应用目前我公司把本市的老城区划分为五个区域，由一个中心机房，四个分前端组成。
中心机房为于广电中心，四个分前端分别为人民路机房、辕门机房、昌安机房和鉴湖机房，并且在中心机房与各分前端之间已建成光纤主干网。
网管的目的就是把这五个机房，通过网管平台，对其内部的有源设备进行监管。
有源二端网络
图 二端网络
3. 有源二端网络：内部含有电源的二端网络。
二、戴维南定理
任何一个线性有源二端电阻网络，对外电路 来说，总可以用一个电动势E0与一个电阻Ri 相串 联的等效电压源来替代。
➢ 等效电压源的电动势E0等于该有源二端网络开 路时的电压，
图3-12 求等效电阻Rab
图3-13 求电阻R中的电流I
(3)画出戴维南等效电路，如图3-13所示，求电阻R中的电流I ：
I E0 6.6 2 A r0 R 3.3
【例3-5】如图3-14所示的电路， 已知E = 8 V，R1= 3 ，R2 = 5 ，R3 = R4 = 4 ，R5 = 0.125 ，试应用戴 维南定理求电阻R5中的电流I 。
图3-16 求等效电阻Rab
(3) 根据戴维南定理画出等效电路，如图3-17所示，求电
阻R5中的电流
I5
E0 r0 R5
1 4
0.25 A
等效电源的极性与开路电压的极性一致
运用戴维南定理分析电路的步骤：
1、把电路区分为待求支路和有源两端网络 两部分；
2、求出有源二端网络的开路电压； 3、求除源网络的等效电阻； 4、作戴维南等效电路图，计算通过待求支 路的电流。
第五节 戴维南理
➢ 有源二端网络 ➢ 戴维南定理
复习
1. 什么是叠加原理? 2. 电压和电位的关系是怎样的？ 3. 串联电路的等效电阻。 4. 并联电路的等效电阻。 5. 电源取得最大功率的条件是什么？此时
的值是什么？
一、二端网络的有关概念
1. 二端网络：具有两个引出端与外电路相联的网
络。又叫做二端口网络。
移动通信网络规划：有源室分设计与规划
有源室分设计与规划结合5G系统特定与要求, 有源室分是5G室内部署的最主要方式。
今天我们就学习有源室分设计原则、有源室分覆盖规划和有源室分容量规划三个方面的内容。
一、有源室分的设计原则室分的设计目标主要包含: 覆盖目标、容量目标、对信号外泄的要求等。
覆盖目标一般都是指目标覆盖区域一定比例的位置公共参考信号接接收功率（RSRP）、RS-SINR信号水平满尼某一具体指标要求。
在实际设计时应根据室外信号干扰水平设计合理的RSRP边缘场强, 以满足RS-SINR要求。
容量目标一般是提供一定的流量, 由于有源室分每个远端单元均能提供容量且能根据设计对些小区进行合并, 容量目标比较容易实现。
信号外泄要求主要是避免室内信号过度外泄影响室外区域的覆盖。
二、有源室分的覆盖规划1、根据场景内的覆盖需求, 结合pRRU的覆盖能力统筹规划pRRU的布局。
有源分布系统单天线覆盖能力一般比传统室分强, 应充分发挥pRRU的覆盖能力, 控制远端单元的布放密度, 避免功率和投资的浪费。
2、pRRU选型pRRU选型: 为了满足后续网络的扩容需求, 建议尽量选择多频pRRU, 优先使用pRRU自带的全向天线。
3、对于特殊场景, 如壁挂安装时, 全向天线在覆盖控制、覆盖能力、外泄控制等方面可能都会有问题, 此种情况下建议考虑使用外接定向天线。
4、网线的选型网线的选择: 为了满足5G网络演进需求, 建议网线直接部署超六类线。
三、有源室分容量规划根据各厂商的设备特点, 一个小区可包括单个或者多个远端天线单元。
在实际应用时, 可根据建筑物的容量需求及厂商设备支持的小区分裂和合并能力, 灵活进行小区规划。
针对热点建筑, 初期用户较少的情况下, 可以通过软件将pRRU设置为同一个小区, 减少资源浪费。
随着网络用户数的增加, 当出现容量受限的情况时, 可通过软件配置, 实现小区分裂, 增加系统容量, 而无需重新布放设备。
四、大型场馆的覆盖规划根据场馆使用功能和建设格局, 大型场馆可分为体育场、体育馆和会展中心3种类型。
无源光网络(PON)和有源光网络(AON)技术比较
无源光网络（PON）和有源光网络（AON）技术比较深圳市首迈通信技术有限公司摘要：本文对无源光网络（PON）和有源光网络（AON）在网络结构和技术性能进行比较，分析两者在我国FTTH市场的适应性，阐述我国对FTTH接入技术的选择。
光纤到户（Fiber To The Home——FTTH）接入技术作为未来最终的、一劳永逸的宽带接入解决方案，在日本和美国已得到广泛应用（共有用户约500万）。
在我国FTTH尚处于明芽阶段，尚未有商用的FTTH接入网络，但FTTH在我国已得到了越来越多的关注。
现有的FTTH技术主要包括无源光网络（Passive Optical Network——PON）和有源光网络（Active Optical Network——AON），AON 接入技术又称小区交换有源光网络接入技术（Remote Office AON——RAON），它们各有优势，适合于不同的应用环境。
本文在对它们的网络结构和技术性能进行比较，并结合我国住宅小区的特点，比较上述两种FTTH技术在我国住宅小区应用的优劣，浅析我国住宅小区对FTTH接入技术的选择。
1. 几种FTTH接入技术最早的FTTH技术是光纤从电信运营商中心机房拉至用户家里以点对点（P2P）的方式组网，如图1.1所示。
其能轻易提供100M或1G带宽，网络结构简单，运营维护成本低，支持数据、话音和视频等多种业务，支持目前和未来各种宽带应用的能力。
但这种接入方式显然有其明显缺点：过分依赖光缆资源，光纤链路过长过多；由于中心机房离用户较远（一般平均距离在4—5km），这种大芯数远距离光缆铺设成本非常高，尤其在国内城市几乎不可能；一般中心机房覆盖区域大，用户众多，设备和光缆配线集中在中心机房需要大量空间。
目前，这种P2P的FTTH技术只应用在大客户（如大型企业、重点单位等），在FTTH接入中将很少使用。
目前谈论最多的FTTH接入技术是基于一点对多点（P2MP）网络拓扑结构的无源光网络（Passive Optical Network—PON）的FTTH接入网，如图1.2所示，在靠近用户时使用光分配器（Splitter）实现一点对多点（P2MP）的网络结构。
有源二端网络等效参数的测定
有源二端网络等效参数的测定1．戴维南定理和诺顿定理戴维南定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电压源US和一个电阻RS串联组成的实际电压源来代替，其中：电压源US等于这个有源二端网络的开路电压UOC, 内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻RO。
诺顿定理指出：任何一个有源二端网络，总可以用一个电流源IS和一个电阻RS并联组成的实际电流源来代替，其中：电流源IS 等于这个有源二端网络的短路电流ISC, 内阻RS等于该网络中所有独立电源均置零(电压源短接，电流源开路)后的等效电阻RO。
US、RS和IS、RS称为有源二端网络的等效参数。
2．有源二端网络等效参数的测量方法?(1)开路电压、短路电流法?在有源二端网络输出端开路时，用电压表直接测其输出端的开路电压UOC, 然后再将其输出端短路，测其短路电流ISＣ，且内阻为：若有源二端网络的内阻值很低时，则不宜测其短路电流。
?(2)伏安法?一种方法是用电压表、电流表测出有源二端网络的外特性曲线，如图11－1所示。
开路电压为UOC，根据外特性曲线求出斜率tgφ，则内阻为：(3)半电压法?如图11－2所示，当负载电压为被测网络开路电压UOC一半时，负载电阻RL 的大小（由电阻箱的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻RS数值。
(4)零示法?在测量具有高内阻有源二端网络的开路电压时，用电压表进行直接测量会造成较大的误差，为了消除电压表内阻的影响，往往采用零示测量法，如图11－3所示。
零示法测量原理是用一低内阻的恒压源与被测有源二端网络进行比较，当恒压源的输出电压与有源二端网络的开路电压相等时，电压表的读数将为“0”，然后将电路断开，测量此时恒压源的输出电压U，即为被测有源二端网络的开路电压。
三．实验设备1．直流数字电压表、直流数字毫安表（根据型号的不同，EEL—Ⅰ型为单独的MEL－06组件，其余型号含在主控制屏上）2．恒压源（EEL—Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均含在主控制屏上，根据用户的要求，可能有两种配置（1）＋6 V（+5V），＋12V，0～30V可调或（2）双路0～30V 可调。
实验1戴维宁定理——有源二端网络等效参数的测定
实验1戴维宁定理——有源二端网络等效参数的测定引言：有源二端网络是电路中常见的一种电路，常用于放大电路、滤波电路等。
在电路设计和分析中，需要测定有源二端网络的等效参数，以便更好地理解和利用该电路。
本实验将通过测定有源二端网络的等效电阻、等效电压和等效电流，来验证戴维宁定理在实际电路中的应用。
实验目的：1.理解有源二端网络的概念和特点；2.学习使用戴维宁定理测定有源二端网络的等效参数；3.掌握实验仪器的基本操作和测量方法。
实验仪器和材料：1.实验箱：包括电源、信号源、万用表等仪器；2.电阻器：用于模拟负载；3.电容器：用于构建滤波电路。
实验步骤：1.将实验箱中的电源连接到有源二端网络的电源端口，设置电源的电压和电流值；2.将信号源连接到有源二端网络的输入端口，设置输入信号并调节频率；3.使用万用表测量有源二端网络的电压和电流值；4.同时测量有源二端网络的输入电压和输出电压，记录数据；5.拆卸有源二端网络，将电阻器和电容器连接到原有的电源和信号源线路上；6.使用万用表测量电阻器和电容器的电压和电流值；7.根据测量数据，通过戴维宁定理计算有源二端网络的等效电阻、等效电压和等效电流。
数据处理和实验结果分析：结论：实验中通过对有源二端网络的测量和计算，得出了该电路的等效电阻、等效电压和等效电流。
通过对实验结果进行分析和总结，验证了戴维宁定理在实际电路中的应用，并深入理解了有源二端网络的特性。
实验中可能遇到的问题和改进方法：1.实验中测量的数据受到测量仪器的精度和误差的影响，可以使用更高精度的仪器来改善测量结果的准确性；2.输入信号频率的选择会影响等效参数的测量结果，在实验中可以尝试不同频率的输入信号，观察其对等效参数的影响。
总结：本实验通过测定有源二端网络的等效参数，验证了戴维宁定理在实际电路中的应用。
实验结果对于理解和分析有源二端网络的特性具有重要意义，为进一步研究和利用该电路提供了基础。
有源光网络和无源光网络
测距技术
为何需要测距？
❖ 采用TDMA，必须保证每个时隙的数据彼此独 立，互不干扰
❖ PON结构中，各ONU到OLT的物理距离不等， 则各ONU到OLT的传输时延不同，如不进行时 延补偿，会出现时隙的重叠，造成数据干扰
❖ 为确保多个ONU到OLT间的正确传输，必须引 入测距机制，使各ONU到OLT的逻辑距离相等
信号衰减
搅码技术（扰码）
❖ 为了保证共享介质传输的安全性，引入搅码技术 ❖ 在发送端：通过一个随机码对信息进行异或运算后传送 ❖ 在接收端：采用相同的随机码再进行一次异或运算，得到
原始数据
媒质接入控制（MAC）技术
❖ 信元的时隙分配 ❖ 接入请求/允许 ❖ 带宽的动态分配
带宽管理由OLT完成 为不同的业务提供优先级和带宽 上行带宽的占用由媒质接入控制MAC协议实现
也可复用一条光纤，异波长双工 （上行：1310nm区 下行：1550nm区）
测距技术
测距技术基本策略 ❖ 单独测距+传输数据时测距相结合(粗测＋精测）
单独测距在ONU初装联网时必须进行 传输数据时测距可根据OLT的配置而定
❖ 测距的基本原理
OLT向ONU发送测距允许消息，消息中指明ONU的上行应答 的时隙
ONU在指定的上行时隙中用测距PLOAM信元应答 OLT计算往返时延，并与理想时延比较，计算出差值，发
数据→用户终端 ❖ 上行：采用TDMA技术（动态分配），突发传送时隙流（上
行帧）
各ONU共享ODN，且数据突发性强。 各ONU向OLT申请带宽→OLT授权ONU发送（上行的发
送时隙、带宽分配等） → 获得授权的ONU在指定时隙发 送
PON的关键技术
❖ 测距技术 ❖ 快速比特传送技术 ❖ 突发信号的收发 ❖ 搅码技术（扰码） ❖ 媒质接入控制（MAC）技术
有源二端网络的名词解释
有源二端网络的名词解释有源二端网络是一种电子网络，由若干个电子器件（如晶体管、集成电路等）组成，通过这些器件传递和处理信号。
网络的两端分别连接输入源和输出负载，源和负载之间的信号传递和转换由网络中的器件实现。
有源二端网络的概念涉及到信号处理和电子器件的原理，下面将从不同的角度对其进行解释。
一、基本概念有源二端网络中的“有源”表示网络中含有至少一个主动器件，如放大器。
主动器件能够提供能量，使得网络能够将信号放大或改变其形态。
而“二端”意味着网络有两个连接端口，一个连接输入源，另一个连接输出负载。
这两个端口分别用来输入和输出信号。
二、信号传递与放大有源二端网络的一个主要功能是信号传递与放大。
当输入信号进入网络时，主动器件通过能量转换和增益的作用使信号得以放大。
放大后的信号经过网络中的其他元件进行进一步处理和传递，最终传送到输出端口，供负载使用。
通过有源二端网络的信号传递和放大，我们可以实现信号的增强、转换和处理。
三、网络中的主动器件有源二端网络中的主动器件是实现信号放大的关键元件。
常见的主动器件包括晶体管、放大器和集成电路。
晶体管是一种半导体器件，通过控制电流或电压来放大信号。
放大器则是一种专门放大电信号的电路，它可以增加信号的幅度或功率。
而集成电路则是将多个电子元件集成在一起，通过内部连接来实现特定的功能。
四、网络参数与分析有源二端网络的性能和特性可以通过一些参数进行分析和描述。
常见的网络参数包括增益、频率响应、输入/输出阻抗等。
增益是指网络输入信号与输出信号之间的比例关系，它反映了网络信号放大的程度。
频率响应则是描述网络对不同频率信号的传递特性，帮助我们了解网络在不同频率下的放大能力。
输入/输出阻抗则是衡量网络与外部源和负载之间匹配程度的参数，它影响着信号传递的效率。
五、应用领域有源二端网络在电子领域有广泛的应用。
在通信领域，有源二端网络常用于信号放大和传输，例如在无线电通信系统中用于增强和传递无线电波信号。
1有源二端网络及等效电路测试.ppt
a I + U – b
a
I RL
RL
等效电 源
U U0C
R0
+ + U –
US _
b
A
△U △I
等效电源的电动势US 就是有 源二端网络的开路电压U0C；等 效电源的内阻R0等于有源二端网 络除去电源的等效电阻。
图-2 有源二端网络 外特性曲线 B ISC I
0
长江大学电工电子实验中心龙从玉
长江大学电工电子实验中心龙从玉 3
四. 实验内容与实验步骤
1.有源二端网络等效参数的测定 表-1 开路电压、短路电流测量值 测试 开路U0C 项目 （V） 条件 RL=∞ 数据 短路ISC 等效R0 （mA） (K) RL=０ UOC/2 ＋ US1 －
图-3
R４ R５ R2 R１ ＋ US2 － R3 ＋ a RL
5.零示法测量被测网络的等效内阻R0 及其开路电压Uoc .
有源 二端 网络
V
V=0
直流 可调 电源
将可调电源与有源二端网 络 同级性并联,调节电源电压 使二者的电压差零,则电源电 压U即为开路电压Uoc 。
U= Uoc *6.设计有源二端网络的诺顿等效电路实验.
图-5
五.实验报告
１定理)的 正确性，并分析产生误差的原因。
戴维南等效电路 VI外特性测量表-3 同表-2.（略） 比较有源二端网 络与戴维南等效电 路的外特性曲线。 验证戴维南定理。
R0 V UOC
图-4
RL
4.半压法测量被测网络的等效内阻RO 及其开路电压Uoc 调节RL。使端口电压U=UOC/2时，RL 的值即为等效内阻R0.
长江大学电工电子实验中心龙从玉 5
有源二端网络化简分析
• IS =US / RS或 US=ISRS
• 根据IS=US/RS可将电压源模型变换为电 流源模型，或者根据公式US=ISRS，可将 电流源模型变换为电压源模型。两者等 效变换时，电源的内阻RS值不变，电压 源US与电流源IS的方向如图2-25中所示， 即电源的电压方向US与电源输出的电流 方向IS相反。
10
+
mA A + U B
-
UOC 戴维南 1K 等效电路 RL R0
+
+ U
mA
R2
510
+ US
10mA 12V
V
-
RL -
戴维南定理
• 任何一个线性有源二端网络, 对外电路来说, 可以用一个电压源和电阻串联组合的电路 (即实际电压源模型) 来等效 • 该电压源的电压等于有源二端网络的开路 电压UOC, 而电阻则等于有源二端网络的全 部独立电源置零后的输入电阻Req, 此电阻 称为戴维南等效电阻。
戴维南定理?330?510?k1?510?10戴维南定理?任何一个线性有源二端网络对外电路来说可以用一个电压源和电阻串联组合的电路即实际电压源模型来等效?该电压源的电压等于有源二端网络的开路电压uoc而电阻则等于有源二端网络的全部独立电源置零后的输入电阻req此电阻称为戴维南等效电阻
有源二端网络化简分析
戴维南定理的求解
• 举例
330
R1 R4
10
510
IS R3 10mA 12V V + mA + U B A 戴维南 1K 等效电路 RL
UOC
+
+ U
有源二端网络等效参数的测量
有源二端网络等效参数的测量有源二端网络等效参数的测量一、引言有源二端网络是电子电路中常见的元件，其等效参数的测量对于电路的分析和设计具有重要意义。
在实际应用中，由于有源二端网络的复杂性，其等效参数的测量往往面临一定的困难。
本文旨在探讨有源二端网络等效参数的测量方法，为相关领域的从业人员提供一定的参考。
二、有源二端网络等效参数的概述有源二端网络是指在两个端口之间存在一个或多个有源元件（如电压源、电流源等）的网络。
其等效参数主要包括电阻、电容、电感等。
这些参数描述了网络的基本特性，对于电路的分析和设计具有重要意义。
三、有源二端网络等效参数的测量方法1.直流电阻的测量直流电阻是有源二端网络的一个重要参数，可以通过测量网络的端口电压和端口电流来计算。
具体方法如下：（1）将网络的输入端口短路，输出端口接上一个可调电阻；（2）调节可调电阻，使输出端口电压为零；（3）测量此时输入端口的电流I；（4）根据欧姆定律，计算网络的直流电阻R=U/I。
2.交流阻抗的测量交流阻抗是有源二端网络在交流信号作用下的等效阻抗，可以通过测量网络的端口电压和端口电流来计算。
具体方法如下：（1）将网络的输入端口接入一个正弦波信号源；（2）测量输入端口和输出端口的电压和电流；（3）根据电压和电流的值，计算网络的交流阻抗Z=U/I。
3.电容和电感的测量电容和电感是有源二端网络的另外两个重要参数，可以通过测量网络的端口电压和端口电流来计算。
具体方法如下：（1）将网络的输入端口接入一个正弦波信号源；（2）测量输入端口和输出端口的电压和电流；（3）根据电压和电流的值，计算网络的阻抗模|Z|和相位角θ；（4）根据阻抗模和相位角的关系，计算网络的电容C和电感L。
其中，C=1/(2πf|Z|cosθ)，L=|Z|sinθ/(2πf)。
四、测量误差的分析与修正在实际测量中，由于仪器误差、连接误差等因素的影响，测量结果往往存在一定的误差。
为了减小误差，可以采取以下措施：1.选择高精度的仪器进行测量；2.尽量减少连接误差，如使用高质量的连接线和接插件；3.对测量结果进行修正，如采用多次测量取平均值的方法。
有源二端网络实验报告
有源二端网络实验报告
实验目的：通过搭建有源二端网络实验电路，了解有源二端网络的性质及其原理，学会使用示波器等仪器测量电路参数。
实验原理：有源二端网络是一种由有源元件和无源元件构成的网络。
基本有源元件有放大器和发生器，无源元件有电阻、电容和电感等。
有源二端网络可以用旁路电容法简化为晶体管工作区等效电路，简化后的输出输入阻抗为纯阻抗，易于计算与分析。
实验仪器：函数信号发生器、电压表、电流表、示波器。
实验步骤：
1.搭建有源二端网络实验电路，连接合适的电阻、电容等元件。
2.接通电源，调节发生器输出频率和电压，观察电路输出波形，逐步增大输入信号的幅值。
3.使用示波器测量电路输出波形的频率、幅值和相位差，计算电路的增益和频率响应特性。
4.测量电路输入和输出的电压、电流，计算电路的输入输出阻抗和传输函数等参数。
5.通过修改电路输入和输出阻抗，观察电路性质的改变，分析元件参数对电路性质的影响。
实验结果：
1.搭建有源二端网络实验电路，成功实现了信号增益和波形变换等功能。
4.通过调整电路输入和输出阻抗，观察电路性质的变化，发现电路输出波形发生明显畸变，说明输入输出阻抗不匹配会导致信号失真。
实验结论：有源二端网络是由有源元件和无源元件构成的网络，具有一定的信号增益和波形变换能力。
通过测量电路参数，可以计算得出电路的增益、输入输出阻抗等参数，并分析元件参数对电路性质的影响。
调整电路输入和输出阻抗可以改变电路的特性，但不匹配会导致信号失真。
线性有源一端口网络的研究
《电路原理》实 验 报 告学号：1138035 姓名： 杜响红实验地点：理工楼605 实验时间：2012.5，17一．实验名称线性有源一端口网络的研究二、实验目的1. 验证戴维宁定理2. 测定线性有源一端口网络的外特性和戴维宁等效电路的外特性。
三，实验原理戴维宁定理指出：任何一个线性有源一端口网络，对于外电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻的串联形式来代替，理想电压源的电压等于原一端口的开路电压oc U ，其电阻（又称等效内阻）等于网络中所有独立源置零时的入端等效电阻eq R ，见图2-1。
线性有源二端网络a bU R oc eq+-a b +-被测电路GcdR R 12RE图2-1 图2-21. 开路电压的测量方法方法一：直接测量法。
当有源二端网络的等效内阻eq R 与电压表的内阻v R 相比可以忽略不计时，可以直接用电压表测量开路电压。
方法二：补偿法。
其测量电路如图2-2所示，E 为高精度的标准电压源，R 为标准分压电阻箱，G 为高灵敏度的检流计。
调节电阻箱的分压比，c 、d 两端的电压随之改变，当ab cd U U 时，流过检流计G 的电流为零，因此KE E R R R U U cd ab =+==212式中212R R R K +=为电阻箱的分压比。
根据标准电压E 和分压比K 就可求得开路电压ab U ，因为电路平衡时0=G I ，不消耗电能，所以此法测量精度较高。
2. 等效电阻eq R 的测量方法对于已知的线性有源一端口网络，其入端等效电阻eq R 可以从原网络计算得出，也可以通过实验测出，下面介绍几种测量方法：方法一：将有源二端网络中的独立源都去掉，在ab 端外加一已知电压U ，测量一端口的总电流总I ，则等效电阻总eq I U R =。
实际的电压源和电流源都具有一定的内阻，它并不能与电源本身分开，因此在去掉电源的同时，也把电源的内阻去掉了，无法将电源内阻保留下来，这将影响测量精度，因而这种方法只适用于电压源内阻较小和电流源内阻较大的情况。
线性有源二端网络等效电路的研究实验报告心得体会
线性有源二端网络等效电路的研究实验报告
1实验目的
1.学习测量线性有源二端网络等效电源参数的方法。
2.加深对等效电源定理的理解。
3.巩固万用电表的使用方法，加深对万用电表内阻的理解。
2 实验仪器与设备
万用表一台
电路综合实验箱一台
3 实验预习
1.根据实验电路，计算其等效电源参数的理论值。
2.根据所选用的测量方法拟定实验步骤。
4 实验原理
1．任何一个线性网络，如果只研究其中一条支路的电压或电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络，或称为含源一端口网络。
2. 等效电源定理包括电压源等效和电流源等效两个定理，也称为戴维南定理和诺顿定理：
戴维南定理：任意一个线性有源二端网络，就其对外电路的作用而言，总可以等效为一个电压源和电阻组成的串联电路，该电压源的电压UOC等于二端网络在端口处的开路电压；电阻r0等于二端网络内所有独立源置于零的条件下，从端口处看进去的等效电阻。
诺顿定理：任意一个线性有源二端网络，就其对外电路的作用而言，总可以等效为一个电流源和电导组成的并联电路。
该电流源的电流ISC等于二端网络在端口处的短路电流；
电导g0等于该二端网络内所有独立源置于零的条件下，从端口处看进去的等效电导，g0 =1/ r0。
通常我们称开路电压UOC、短路电流ISC以及等效内阻r0为有源二端网络的等效电源参数。
3．线性有源二端网络与等效电路的外特性应该是一致的，在平面坐标中绘制的伏安关系曲线应该重合。
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有源滤波器在汽车行业的应用汽车厂车身车间有大量的单相评机等动态非线性负荷,负荷变化快,无功冲击大，谐波严重。
因此必须在无功补偿的同时治理谐波。
但是,目前在汽车行业，已应用的晶闸管投切电容器(TSL)-分相动态无功补偿装置不能实时地跟踪负荷的变化,造成功率因数低，不能实现设计时的滤波补偿的效果。
针对此问题，提出用有源滤波器同时实现补偿滤波的新思路，有源动态分相无功补偿和有源滤波在一个装置内的完美实现，为此类电能质量问题提供了最佳的解决方案。
汽车厂的车身车间大量使用电焊机、激光焊机和以电动机为主的大容量感性负荷等非线性负荷。
汽车厂的焊机设备是接在两相之间的单相非线性负荷，会产生3次谐波等零序谐波及6K±1次等谐波。
太量的感性负荷使该车间所有变压器负荷无功需求大，部分变压器平均功率因数仅为0.6左右，因此存在严重的功率损耗问题，变压器的有功容量不足。
现场测量并分析该车间的电能质量指标如下：(1)系统频率：400V母线频率最大正偏差为+0.224Hz，最大负偏差为-0.028Hz，平均频率为50.138 Hz，频率变化范围超出国标限值。
(2)母线电压：400V母线相电压最大正偏差10.25%，超过国标限值；最大负偏差为70.146%，严重超出国标限值。
三相相电压平均值为227.6V。
(3)三相电压不平衡度:400Ｖ母线三相电压平衡度最大值0.717%，最小值0.00%，平均值0.096%，95%概率大值0.187%，变化范围在国标限值以内。
(4)电压波动与闪变：电压短时和长时波动幅值较大，最大值分别达到20.303%12.092%；95%概率大值分别为 1.701%和 1.995%。
可见，400V母线的闪变值都严重超过了国标限制。
(5)谐波电压：400V母线电压总畸变率最大为21.978%，95%概率大值为6.388%，超过国标限值5%，但各次均未超过限值。
(6)谐波电流：变压器400V侧出线主导谐波电流为3、5次等，3次谐波电流95%概率大值达325A、5次谐波电流95%概率大值达72Ａ，其余各次都存在超标问题。
(7)功率：变压器400V侧出线有功功率平均值为128kW，95%概率大值为513 kW；最大无功功率平均值为214kvar，95%概率大值为401 kvar；三相功率因数平均值为0.708,由于安装的无功功率补偿设备未投运，测试功率因数较低。
由于存在大量的谐波电流和无功功率需求，主变压器发热严重，正常运行期间，变压器温度可达到80°Ｃ以上。
为了提高功率因数，现场安装有晶闸管投切的分相无功补偿装置。
但是由于投切装置的投切时间(大于20ms)要慢于负荷变化的速度，因此无法实时跟踪各相无功需求进行准确补偿，存在过补和欠补问题。
结果是：晶闹管设备虽然投切正常，可是功率因数无法提升，数据表明变压器下的三相功率因数平均值约0.8左右。
为了防止发生生产事故，运行人员长期停运补偿设备。
上述电能质量问题，一方面严重影响公用电网的电能质量和供电安全；另一方面谐波电流使谐波损耗严重，并影响到厂内设备的安全运行和生产工艺过程，造成产品次品率较高；此外，大量的无功功率需求导致变压器输出有功功率明显降低，变压器的无功损耗显著增加。
目前，实现分相动补一般是使用TSC分相动态无功补偿装置，如下图所示。
此装置由以下几个部分构成：低压单相电容器、单相晶闸管、单项电抗器、熔断器，以及用来实现自动投切的分相补偿控制仪。
根据变压器下的谐波特性。
回路串联的谐波电抗器的电抗系数可选择14%，以抑制3次以上的谐波。
此分相动补装置的动态投切主要是由晶闸管开关来实现的。
晶闸管开关的投切时间一般在20ms，再加上控制仪响应的时间，晶闸管开关的响应时间大于20ms。
这在负荷变化率不大的场合还是可以实现有效补偿的。
但是，当车身车间的动态负荷的变化率大，晶闸管的投切速度就不能准确跟踪负荷的无功需求，投切精度降低。
最严重的情况，根据系统无功需求增大时计算出来的无功补偿量，直到系统无功需求增大时计算出来的无功补偿量，直到系统无功需求降低时才得到补偿，这样必定会造成补偿前欠补，补偿后过补。
最终的结果便是，无功补偿装置失去意义而不得不退出运行。
此外，由于现场谐波严重，用非调谐的无源滤波装置无法实现有效滤波，谐波严重超标。
目前国际上先进的有源滤波器装置不仅具有滤除谐波的功能，还具有双向(感性和容性)无功补偿的功能。
对于全数字的有源滤波器，DSP芯片控制，可以很容易地实现双向无功补偿的功能。
通过补偿无功电流，使电压和电流之间的相位差角减小。
理想的情况，可以将功率因数补偿到1, 此时电压和电流的相位差角为0，相位相同。
当电网电压小于逆变器电压时，有源滤波器向系统补偿容性电流；当电网电压大于逆变器电压时，有源滤波器向系统补偿感性电流。
此原理与高压STATCOM或SVG无功补偿的原理相同。
目前，市场上广泛应用的是并联电压源型有源滤波器，原理如下图所示。
并联电压源型有源滤波器原理图有源滤波器的主电路一般由PWM逆变器(IGBT)构成。
根据逆变器直流侧储能元件的不同，可分为电压型(储能元件为电容)和电流型(储能元件为电感)。
电压型有源滤波器在工作时需对直流侧电容电压控制，使直流侧电压维持不变，因而逆变器交流侧输出为PWM电压波。
电压型有源滤波器的优点是损耗较少，效率高，是目前国内外绝大多数有源滤波器采用的主电路结构。
从上述原理可以看出，有源滤波器是运用瞬时滤波形成技术，对包含谐波和无功分量的非正弦波进行“矫正”，有源滤波器有有很快的响应速度，对变化的谐波和无功功率都能实施动态补偿。
对变化的谐波和无功功率都能实施动态补偿。
目前大部分有源滤波器补偿无功功率的响应时间在1ms左右，可以实现实时准确的无功补偿，特别是对汽车厂等变化快的负荷的补偿，具有非常重要的意义。
与TSC无源补偿方式相比，有源方式补偿无功主要有以下几个优点：(1)无功补偿响应速度快。
(2)由于没有使用电容元件,没有谐振危险。
(3)损耗小，体积小。
(4)补偿精度高，无级补偿。
特别是在汽车行业的焊接车间，当使用TSC不能实现预期效果时，用有源滤波器来动态分相无功补偿是最佳的解决方案。
缺点是成本增大，但是随着有源滤波器的成本降低，用有源方式动态补偿无功是未来的发展趋势。
在欧洲很多大规模的汽车生产企业，这种方式已经在多个现场应用。
目前国内外市场上有源滤波器种类繁多，性能参数也相差很多。
通过以上分析，我们总结出解决汽车厂低压车身车间电能质量问题的有源滤波器必须具备下面的性能：(1)必须具有动态无功补偿的功能。
目前市场上的模拟的有源滤波器不具有动态无功补偿功能；市场上电容器(非电抗器)输出的有源滤波器虽然具有无功补偿的功能，但是只能补偿固定容性无功功率。
我们所要求的无功补偿是由IGBT送到电网的容性或感性无功电流。
(2)无功补偿响应速度快。
直接补偿方式补偿响应时间最好小于1ms，最大程度的保证其跟踪负荷的变化。
(3),可以实现分相补偿的功能。
目前市场上很多厂家的有源滤波器都不具有此项功能。
此项功能的实现与有源滤波器的主电路结构和ＤＳＰ软件有直接关系。
需要说明的是：如果三相三线的有源滤波器接在三相四线的系统集中补偿,只外接2个CT,就肯定不具备分相补偿的功能；这种情况下，必须接有3个CT的有源滤波器才有可能具备分相补偿的功能。
(4)可以滤除3次等零序谐波。
单相非线性负荷产生3次谐波。
单相非线性负荷有分为下面两种：1)接在中性线和任一相线之间的单相负荷。
如计算机、打印机等。
2)接在两相之间的单相负荷,如某些工业焊机等。
三相三线的有源滤波器可以滤除3个相线上的3次谐波;三相四线的有源滤波器可以滤除3个相线和中性线上的3次谐波。
由于汽车厂电焊车间低压侧一般为三相四线系统，上面两种3次谐波源都是存在的，其中以第二种电焊机3次谐波源为主。
中性线的3次谐波一部分是由三相的3次谐波叠加形成，另一部分由第一种谐波源产生。
因此为了最大程度的保证中性线消谐的效果，建议采用三相四线的有源滤波器。
(5)可以设定滤除谐波的次数和比率。
此功能可以保证其滤波效果，并以最小的容量实现最优的补偿效果。
目前国际上先进的有源滤波器可以设定24次以上谐波的滤除比率。
(6)可以补偿冲击性负荷,过载能力强,电流变化大时不会关机。
这一特性是非常关键的，是有源滤波器能在现场正常运行的基本条件。
目前国内外很多有源滤波器的厂家，将有源滤波器分为商用和工业应用两大系列产品；很明显，商用的有源滤波器肯定不能在汽车厂焊机车间应用；工业应用的有源滤波器也对现场负荷变化率提出要求，否则有源滤波器会自动停机。
大多数有源滤波器都要求同一母线上不能有冲击性负荷，要求负荷是必须是稳态的，汽车厂的负荷特性决定不能使用这样的有源滤波器，因此要求有源滤波器具有较强的过载能力，并且可以补偿电流上升率快的负荷。
(7)防护等级高。
适合工业场合应用。
考虑工业应用的运行环境要比商用的环境差，有源滤波器较高的防护等级是非常重要的。
应用在汽车厂焊接车间的功率因数提升设备必须可以实现分相动态无功补偿；谐波治理设备必须可以滤除零序谐波。
具有快速动态无功补偿功能的有源滤波器可以满足上述要求。
根据目前有源滤波器的产品情况，本文对应用在汽车行业的有源滤波器提出了特殊要求，并简单介绍了满足要求的新型有源滤波器ＢＬＵＥＷＡＶＥ，为解决汽车行业电能质量问题提供了新的思路。