二端口网络的研究实验报告

《电路原理》

实 验 报 告

实验时间：2012/5/22

一、实验名称 二端口网络的研究 二、实验目的

1． 学习测定无源线性二端口网络的参数。 2． 了解二端口网络特性及等值电路。

三、实验原理

1．对于无源线性二端口（图6-1）可以用网络参数来表征它的特征，这些参数只决定于二端口网络内部的元件和结构，而与输入（激励）无关。网络参数确定后，两个端口处的电压、电流关系即网络的特征方程就唯一的确定了。

1 2

输入端 输出端

1′ 2′

图6-1

2． 若将二端口网络的输出电压2U &和电流－2I &作为自变量，输入端电压1U &和电流1

I &作因变量，则有方程

1

I 2

I )

(2122111I A U A U )

(2222211I A U A I

式中11A 、12A 、21A 、22A 称为传输参数，分别表示为

是输出端开路时两个电压的比值，是一个无量纲

的量。

是输出端开路时开路转移导纳。

是输出端短路时短路转移阻抗。

是输出端短路时两个电流的比值，是一个无量纲的

量。

可见，A 参数可以用实验的方法求得。当二端口网络为互易网络时，有

因此，四个参数中只有三个是独立的。如果是对称的二端口网络，则有

3．无源二端口网络的外特性可以用三个阻抗（或导纳）元件组成的T 型或π

型等效电路来代替，其T 型等效电路如图6-2所示。若已知网络的A 参数，则阻抗1r 、2r 、 分别为：

2

1

11U U A 02 I

11A 21

21U I A 02

I 21

A 2

112I U A 02 U 12

A 21

22I I

A 02 U 22A 1

21122211 A A A A 22

11A A 3

r 21

1111

A A r

图6-2

因此，求出二端口网络的A 参数之后，网络的T 型（或π）等效电路的参数也就可以求得。

4．由二端口网络的基本方程可以看出，如果在输出端1-1′接电源，而输出

端2-2′处于开路和短路两种状态时，分别测出10U &、20U &、10I &、1S U &、1S I &、2S

I &，则就可以得出上述四个参数。但这种方法实验测试时需要在网络两端，即输入端和输出端同时进行测量电压和电流，这在某种实际情况下是不方便的。

在一般情况下，我们常用在二端口网络的输入端及输出端分别进行测量的方法来测定这四个参数，把二端口网络的1-1′端接电源，在2-2′端开路与短路的情况下，分别得到开路阻抗和短路阻抗。

再将电源接至2-2′端，在1-1′端开路和短路的情况下，又可得到：

同时由上四式可见：

21

2221A A r

21

31A r

1010

01I U R

02 I ,21

11A A

S

S

S I U R 111

02

U 22

12

A A

20

20

02I U

R 01

I ,21

22

A A

S

S

S I U R 222

01 U 11

12

A A

22

11

210201A A R R R R S S

因此，01R 、02R 、1S R 、2S R 中只有三个独立变量，如果是对称二端口网络就只有二个独立变量，此时

如果由实验已经求得开路和短路阻抗则可很方便地算出二端口网络的A 参数。

四、实验设备

1．电路分析实验箱 一台 2．数字万用表 一只

五、实验内容与步骤

1．如图16-3接线

图16-3

， ， ， 10 V 。 将端口2-2′

处开路测量 、 ，将2-2′短路处测量 、 ，并将结果填入表6-1中。

表6-1

2

10201,S S R R R R 1001R 30052R R 20043R R 1U 20U 10I S I 1 S

I 2

2．计算出 、 、 、 。

=2.5

=-0.005

=-1801.8

=3.964

验证： 2.5*3.964—(–0.005)*(–1801.8)=0.9

3．计算T 型等值电路中的电阻 、 、 ，并组成T 型等值电路。

图16-4

在1-1′处加入 10 V ，分别将端口2-2′处开路和短路测量并将结果填入表6-2中。

表6-2

11A 12A 21A 22A 20

10

11U U A ,02 I 20

10

21U I

A 02 I S

S

I U

A 2112 ,02 U

S

S

I I

A 2122 02 U 1

21122211 A A A A 1r 2r 3r 1U

=300Ω

=592.8Ω

=200Ω

比较二表中的数据，验证电路的等效性。

六、实验结果与分析

实验结果见五、实验内容与步骤

二表中的数据近似，在误差允许范围内电路等效

21

1111A A r

212221

A A r

21

31

A r