哈工大电路自主设计实验DOC.docx
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哈工大电路自主设计实验DOC
姓名班级学号
实验日期节次教师签字成绩
电路自主设计实验
二端口特性
1.实验目的
1.掌握直流二端口网络传输参数的测量技术
2.进一步理解及验证T形，π形等效电路
3.通过实验，对双口网络的级联、串联和并联有初步的理解；
4验证级联公式，推导出串联、并联公式；
2.总体设计方案或技术路线
1.线性无源双口网络参数的测定
已知Z参数矩阵及Y参数矩阵
（开路输入阻抗）
（开路转移阻抗）
（开路转移阻抗）
（开路输出阻抗）
（短路输入导纳）
（短路转移导纳）
（短路转移导纳）
（短路输出导纳）
本实验采用电路
2.无源二端口网络可用T形，π形电路等效
3.双口网络联接实验
3.实验电路图
1.线性无源双口网络参数的测定
2.无源二端口网络可用T形，π形电路等效
3.双口网络联接实验
4.仪器设备名称、型号
1.线性无源双口网络参数的测定
直流电压源1台
直流电流表2个
双路毫伏表1个
十进制电阻箱2只
2.无源二端口网络可用T形，π形电路等效
直流电压源1台
直流电流表2个
双路毫伏表1个
十进制电阻箱2只
3.双口网络联接实验
十进制电阻箱3只
直流电压源1台
直流电流表2个
双路毫伏表1个
可变电阻箱2个
5.理论分析或仿真分析结果
理论上T形，π形等效电路二端口特性应与原电路相同，即Z参数矩阵与Y参数矩阵应大致相同在误差允许范围内。
理论上两个二端口网络级联时，A参数矩阵应满足
两个二端口网络串联时，Z参数矩阵应满足
两个二端口网络并联时，Y参数矩阵应满足
6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）
1.线性无源双口网络参数的测定
（1）Y参数矩阵
Y11
Y12
Y21
Y22
U1（V）
15
15
U2（V）
15
15
I1（mA）
168.1
272.3
I2（mA）
271.4
163.5
Y
0.011
0.018
0.018
0.011
（2）Z参数矩阵
Z11
Z12
Z21
Z22
U1（V）
15
15
U2（V）
15
15
I1（mA）
161.4
697.3
I2（mA）
697.6
163.3
Z
92.94
21.50
21.52
91.86
2无源二端口网络T形，π形等效电路
T形等效电路
Z1=71.5Z2=70.4Z3=21.5
（1）Y参数矩阵
Y11
Y12
Y21
Y22
U1（V）
15
15
U2（V）
15
15
I1（mA）
162.2
273.1
I2（mA）
271.9
160.9
Y
0.011
0.018
0.018
0.011
（2）Z参数矩阵
Z11
Z12
Z21
Z22
U1（V）
15
15
U2（V）
15
15
I1（mA）
168.3
692.4
I2（mA）
697.6
159.9
Z
89.13
21.62
21.66
93.81
π形等效电路
Y1=0.029Y2=0.029Y3=—0.018
（1）Y参数矩阵
Y11
Y12
Y21
Y22
U1（V）
15
15
U2（V）
15
15
I1（mA）
161.6
270.4
I2（mA）
273.8
163.5
Y
0.011
0.018
0.018
0.011
（2）Z参数矩阵
Z11
Z12
Z21
Z22
U1（V）
15
15
U2（V）
15
15
I1（mA）
161.7
694.3
I2（mA）
689.5
162.2
Z
92.76
21.75
21.60
92.48
3.双口网络联接实验
所用电路的参数矩阵
Y参数矩阵
Y11
Y12
Y21
Y22
U1（V）
15
15
U2（V）
15
15
I1（mA）
39.1
-24.1
I2（mA）
24.5
33.5
Y
Z参数矩阵
Z11
Z12
Z21
Z22
U1（V）
15
15
U2（V）
15
15
I1（mA）
22.1
22.1
I2（mA）
19.1
19.5
Z
681.82
789.47
681.82
769.23
A参数矩阵
A11
A12
A21
A22
U1（V）
15
15
U2（V）
10.84
10.17
I1（mA）
21.5
40
I2（mA）
-24.5
-25
A
1.38
612.24
1.6
（1）级联
A参数矩阵
Y11
Y12
Y21
Y22
U1（V）
15
15
U2（V）
7.65
I1（mA）
I2（mA）
Y
1.96
（2）串联
Z参数矩阵
Z11
Z12
Z21
Z22
U1（V）
15
15
U2（V）
15
15
I1（mA）
11.1
11.1
I2（mA）
9.5
9.8
Z
1351.35
1578.95
1351.35
1530.61
（3）并联
Y参数矩阵
Y11
Y12
Y21
Y22
U1（V）
15
15
U2（V）
15
15
I1（mA）
78.3
-48.3
I2（mA）
49.5
67.3
Y
7.实验结论
T形，π形等效电路二端口特性应与原电路大致，即Z参数矩阵与Y参数矩阵应大致相同在误差允许范围内。
两个二端口网络级联时，A参数矩阵大致满足
两个二端口网络串联时，Z参数矩阵大致满足
两个二端口网络并联时，Y参数矩阵大致满足
在误差允许范围内
8.实验中出现的问题及解决对策
1）、在设计电路时，开始引入了电容，后来由于电容导纳过大，为使电路平衡只能引入较大的电阻，导致电路中电流太小，不易测得。
解决办法：
将电阻换位电容，二端口内为纯电阻电路，这样比较好测出端口特性。
但是降低了二端口实验测量的普遍性。
2）在端口特性的测量过程中，应格外注意电流表的接入方式，尤其是正负极，应该先用大量程在逐渐改为小量程，以防打坏表针。
3）由于实验室没有事先准备好的二端口模板，故自己用电阻设计了两个二端口网络，以保证实验正常进行。
9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议
以往做实验都是按照实验书或报告的顺序进行，通过这次自主设计实验，我更加明白了设计实验的步骤和思考方式，不但提升了对于电路的学习能力，在分析及自行解决问题的方面得到了更大的锻炼和提升。
同时也认识到设计实验过程中会遇到很多棘手问题，需要我们灵活又巧妙地解决。
而且将理论与实际结合起来解决问题的创新能力也在逐步提高。
在设计实验的过程中需要充分考虑实验仪器的特点做合理的选择，这是平时按部就班的实验过程中无法体会到的。
总而言之，设计并完成自主实验的过程是比较艰辛的，但令我获益匪浅，并且也对设计实验产生了兴趣，相信我会在以后的日子里更加认真对待每一个实验，并有所反思，有所创新！
10．参考文献
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