第二章电路实验-实验10

图 2.10.1
图 2.10.1 所示为一无源线性二端口网络，按图中所标示的电压电流参考极性与方向，二 端口网络 Y 参数方程为：
������ ̇ = ������11 ������̇1 + ������12 ������̇2 {1 ̇ = ������21 ������̇1 + ������22 ������̇2 ������2
且有
A11A22 A12 A21 1
显然
������̇1 |̇ ������̇2 ������2 =0 ������̇1 | ̇ ������̇2 =0 −������2 ̇ ������1 |̇ ������̇2 ������2 =0 ̇ ������1 | ̇ ������̇2 =0 −������2
五、预测
根据给定元件的参考参数，计算测量 Y 参数、 Z 参数的过程中相关待测量，将得到的 理论数据填入相应的表中。
六、预习
（1）复习有关二端口网络的内容，了解几种参数之间的相互转换关系。 （2）完成实验设计电路图。 （3）完成“五、预测”中的内容。 （4）思考“八、思考与体会”中的“ （3） ” 。
由此可得
������11 =
������̇1 | ̇ =0 ̇ ������2 ������1
������12 =
������̇1 | ̇ =0 ̇ ������1 ������2
������21 =
������̇2 | ̇ =0 ̇ ������2 ������1
������22 =
������̇2 | ̇ =0 ̇ ������1 ������2
四、任务与步骤
一般情况下，二端口网络的内部结构及元件值是不知道的，但是不论网络内部结构如何 复杂，测量方法不变。 本实验所用的二端口网络是一个简单网络，如图 2.10.2 所示。
图 2.10.2
步骤 1：设计实验电路图，测量二端口网络的 Y 参数。 步骤 2：设计实验电路图，测量二端口网络的 Z 参数。 步骤 3：求二端口网络的 A 参数。 ※计算式中要用到的电流，在实验中统一为 0.5A。
如果我们按照测量 Y 参数和 Z 参数的思路，我们会以为测量 A 参数只需要满足条件 ̇ = 0或������̇2 = 0，即只需做“短路实验”和“开路试验”即可测得。但仔细观察 A 参数定义 ������2 ̇、 ̇ 之间的相位差。 式， 我们会发现没有仪器可以直接测量������̇1 、 ������̇2之间的相位差以及������1 ������2 因此， 我们无法直接测量 A 参数。 但仔细观察 A 参数的定义式， 我们发现 A 参数可以由 Y 参数和 Z 参数求得。 以 A11 为例， ̇ = 0。而 Z 11 和 Z 21 的条件也是������2 ̇ = 0，而且它们的分母也同是������1 ̇ 。因此，我们 A11 的条件是������2 可以得到 A11 Z11 Z 21 。同理，我们可以用这个方法得到 A 参数的其它 3 个参数。 实际上， 《电路（第五版） 》 （邱关源）第 427 页就有三种参数相互间的转换关系。上面 举的例子不过是让读者从简单推导的角度掌握 A 参数的计算式，不需死记硬背。
2.10 实验十
一、实验目的
二端口网络参数的测定
（1）学习测量无源线性二端口网络 Y 参数、 Z 参数和 A 参数。 （2）验证 A11 A22 A12 A21 1 。 （3）培养设计实验方案的能力。
二、实验仪器
名 电路实验箱 九孔方板 连接件 称 HPE-DL1 297*300mm P8-I 双头导线 1m P8-I 双头导线 0.2m 短接片 电阻（15Ω，3mH） 元件盒 台式数字万用表 电感线圈（25mH，4Ω） 电容（200μF，1Ω） GDM-8135 型 号 规 格 数 量 1个 1块 6条 6条 6个 1个 1个 1个 1台
七、实验报告要求
（1）整理实验数据，计算 Y 参数和 Z 参数 （2）写出 A 参数的计算式，计算 A 参数的值 （3）验证 A11 A22 A12 A21 1 。
八、思考与体会
（1）二端口网络参数为什么与外加电压或流过网络的电流无关？ （2）根据已经测得的数据，判断所测二端口网络是否为互易网络。 （3）实验过程中，如何操作能够缩短做该实验的所用时间，提高效率。 （4）实验心得与体会。
对于线性元件 R 、L、 C 构成的任何无源二端口网络， Y12 Y21 总是成立的。 二端口网络 Z 参数方程为：
̇ + ������12 ������2 ̇ ������̇ = ������11 ������1 { 1 ̇ + ������22 ������2 ̇ ������̇2 = ������21 ������1
由此可得
������11 =
̇ ������1 | ̇ ������̇1 ������2 =0
������12 =
̇ ������1 | ̇ ������̇2 ������1 =0
������21 =
̇ ������2 | ̇ ������̇1 ������2 =0
������22 =
̇ ������2 | ̇ ������̇2 ������1 =0
三、实验原理
对于无源线性二端口网络， 可以使用网络参数表征它的特性。 这些参数只取决于二端口 网络内部的元件与结构，与加于二端口网络外部的激励与负载无关。 （1）二端口网络的参数 二端口网络的参数有 Y 、 Z 、 A 、 B 、 H 、 G 六种，本实验只对其中的 Y 、 Z 和 A 参 数进行讨论。
������11 =
������12 =
������21 =
������22 =
（2）二端口网络参数的测量方法 ①测量 Y 参数 根据 Y 参数的定义式，我们可以看到，要测量 Y 参数就必须满足条件������̇1 = 0或������̇2 = 0。 因此， 我们可以通过 “短路实验” 测量 Y 参数。 如果用导线把 2 和 2' 端短接， 就可得到������̇2 = 0。 同理，把 1 和 1' 端短接，就可以得到������̇1 = 0。 ②测量 Z 参数 ̇ = 0或������2 ̇ = 0。因此，可以通过“开 根据 Z 参数的定义式，要测量 Z 参数必须满足条件������1 ̇ = 0。 路实验” 测量 Z 参数。 如果让 2 和 2' 端之间开路 （即不连任何负载或激励） ， 就可以得到������2 ̇ = 0。 同理，让 1 和 1' 端之间开路，就可以得到������1 ③测量 A 参数
对于线性元件 R 、L、 C 构成的百度文库何无源二端口网络， Z12 Z 21 总是成立的。 二端口网络 A 参数方程为：
̇) ������̇1 = ������11 ������̇2 + ������12 (−������2 { ̇ = ������21 ������̇2 + ������22 (−������2 ̇) ������1