实验十三双口网络的特性研究

实验十三双口网络的特性研究 实验十三 双口网络的特性研究 一、实验目的 1( 双口网络的表达方法及其互易条件。 2( 掌握晶体管放大器直流工作点的调节方法和交流等效电路的概念。 H3( 掌握 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 的测量。 4( 掌握，，，对放大器性能的影响和放大器输入电阻、输出电阻、电压放大hhhh11122122 倍数的测量方法。 二、实验原理 一个网络N，具有一个输入端口和一个输出端口，网络由集总、线性、时不变元件构成，其内部不含有独立电源(可以含有受控源)和初始条件为零，称为双口网络，如图13,1所示。 图13,1 因为电压、电流容易测量，且根据端口特性的不同，有的端口只能是压控，有的端口只能是流控，有的端口既是压控又是流控。因此，一般而言，用不同的激励来表示响应有如下一些表达式: 1(阻抗参数 ,,Z(S) Z(S)I(S)U(S)Z(S)，，，，，，121111(1), ,,,,,,U(S)Z(S)Z(S)I(S)221222，，，，，，互易条件: Z(S),Z(S)1221 2(导纳参数 ,,Y(S) yUIy，，，，，，121111(2), ,,,,,,IyyU221222，，，，，， 互易条件:YY, 1221 3(混合参数 ,,H(S) hIUh，，，，，，121111(3), ,,,,,,IhhU221222，，，，，， h,,h互易条件: 1221 混合参数的另一种表达方式为: gUIg，，，，，，121111 (4) ,,,,,,,UggI221222，，，，，，互易条件: g,,g1221 4(传输参数 UA，，，UB，，，12, (5) ,,,,,,ICD,I，1，，，2，，互易条件:AD,BC,1 传输参数的另一表达方法为: ''，，UUAB，，，，12 ,(6),,,,,,''I,ICD,,1，2，，，，， ''''互易条件是:AD,BC,1 常用的是式(1)，(2)，(3)和(5)这四种，一个双口网络根据给定的条件的不同，会采用不同的参数表示双口，如主要用于电阻网络;主要用于高频电路;主要用Z(S)Y(S)H(S)于低频电路;传输参数主要用于通信系统和电子系统。 下面以式(3)混合参数为例，在正弦稳态的条件下，说明参数的测量和等效电路的概念。 由混合参数方程(又称h参数方程) ,,,,UhIhU,，112,1112 (7),,,,,IhIhU,，2122122, 式中，，，，即双口网络的h参数，它们的定义分别为: hhhh11122122 ,, UU11h, h, ,,1112,,U,0I,012IU21 ,, II22h,h, ,,2122,,U,0I,012IU21 h其中，具有阻抗的性质，具有导纳的性质，而、均无量纲，故参数又hhhh11221221称混合参数。表示端口‘2’短路时，在端口‘1’处的输入阻抗。表示在端口‘1’hh1122开路时，在端口‘2’处的输出导纳。h表示‘1’端口开路时两个端口电压之比。h表示1221‘2’端口短路时两端口电流之比。 双口网络可用图13,2所示等效电路来表示，称为h参数等效电路。 图13,2 当时，则有图13,3所示的等效电路。 h,0,h,01222 图13,3 在电子技术中，用来构成双口的器件很多，如晶体管、场效应管(MOSFET)等，下面以晶体管放大器为例作如下说明。 晶体管是电流控制器件，(MOSFET为电压控制器件)，将直流电能转化为交流电能。 图13,4 对于图13,4所示的电路，在线性放大区工作时，有直流工作状态为: I,,I CB I,(1，,)I EB IC, ,(8)IB 称为直流放大倍数，且有 , E,UcBE I,(9)BRb U,E,IR(10)CECCC对于交流工作状态，注意如下两条原则: 111( 电容对交流相当于短路，(即，与其它元件参数相比，可忽略不计)。 ,,CC122( 直流电压源对交流相当于短路。 因此，如图13,4所示的一个晶体管放大器，其交流通路如图13,5所示。 图13,5 h用简化的参数来表示虚线框内的双口，其等效电路如图13,6所示。 图13,6 1KHzhu(t)下面讨论如何测出参数。假定输入信号是正弦信号，频率为，采用相量i法，将(7)式写成: ,,，，，，hhUI1，，11112,,,, ,,,,,,,,,hh2122，，UI22，，，， , U1h, (11),11,U,02I1 是晶体管输出交流短路时输入阻抗，测量的方法是:在图13,4中的晶体管集电hh1111 ,, 极与发射极之间并接一个10μF电容(如图13,4中的直接接地)，使，式中U,0UC122为晶体管基极对发射极的正弦交流电压。信号源串接一个已知电阻加到放大器。目u(t)RiS ,,,,UU,S1I的是为了测量。图13,5中晶体管基极的KCL方程为:(I),SSRS ,,, II,I，因为，所以测得，即可以得到，然后利用式(11)ititit,，itit,,，，，，，，，，，，SRB11RBS1S求出。 h11 , U1h, (12),12,I,01U2 h是晶体管输入端开路时电压反馈系数。测量h的方法是:在图13—4电路中，将信1212 ,号源输入断开，使u(t)，将信号源和R通过C加到放大器的集电极与发射极之间，I,01S2i ,,, U的电压有效值不要超过1V，测出U和U，然后利用式(12)求出h。 12122 , I2h, (13),21,U,02I1 h是晶体管输出交流短路时电流放大系数。测量h的方法是:严格讲，必须将放大器2121 , 输出端并接电容，使输出交流短路，即U,0，然后在晶体管的基极与集电极之间各串接2 ,,一块电流表(交流)，然后分别测出I和I，按式(13)求出h。为了不使用交流电流表，1221 ,,又要测出I和I，我们作如下近似处理:输出端交流不短路(因为实际上h的影响极小，1212 u(t)R故对放大器参数测试影响不大)，信号源串接加到放大器输入端，则有 Si ,,,,UU,S1II (14),,1SRS ,,IIR是通过如下方法测得:在的作用下，用交流电压表测得集电极电阻两端的电压21C, U，则有 RC ,,URCI ,(15)2RC 然后根据式(14)与式(15)测得的结果，按式(13)求出。 h21 , I2h, (16),22,I,01U2 是晶体管输入端开路时输出导纳，单位是西门子(S)。测量的方法是:晶体管输入hh2222端开路，按图13—4虚线框内所示，将信号源与通过加到放大器的集电极与发u(t)RCS2i ,,,,射极之间，的电压有效值不要超过1V，测出和，是通过测量取样电阻上的UURII22S22电压，然后按式(17)计算得出。 ,,,UU,S2 I(17),2RS 最后，按式(16)求出。 h22 图13,7 三、实验内容及步骤 h,,,h1(直流放大系数()和交流放大系数()的测量。 h21feFE YZRRU按图13,7接线，在与之间接可变电阻箱，调节，使得分别为6V，3V，ce 4.5V时，分别 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 下R、U值，数据记录于表1中。 bBE 表1 E =9V C 6V3V4.5VU CE R b U BE I B I C h(h，β) 21fe 根据直流通路容易得到直流放大系数，即: E,UcBE I,bRb 测得，和，就可求出。 REIUCbbBE E,UcCE I,cRc 测得，和，就可求出。 UREICCEcc直流放大系数, IC ,,IB h,,)对于h()的测量，为了简便，可以从以上述数据中得到: 21fe ,IC h(h,),,fe21,IB2(电压放大倍数测量 1KHzU,4.5VR? 按图13—7接线，接上负载，固定，(通过调节获得)，输入正RCEbL 弦信号，用示波器观察输出信号波形有无失真，可调节输入电压的大小，使输出信号在 最大不失真条件下，测出，U，和U，求出放大倍数，并画出波形图。 UUoSL1? 去掉负载，测出U，和U，求出放大倍数，并画出波形图。 RUoSL1 3(的测量 h11 ,, UU11h,,U根据，测量，，即可求出。 Uh,11S111,,,U,0IUU,2S11 RS R4(放大器输出阻抗的测量 o 可用上面的数据得: Uoc R,(,1)RoLUL U其中为负载开路时的电压，接上负载时的电压。 UocL ? 5(的测量 h21 除了由实验内容(1)可以求出()外，还可以采用下面测量方法: hh,,21fe , I2 h,,21,U,0I21 ,,,,UU,S1 II,,S1RS ,,URC I,2RC , U是输出短路时，电流放大系数。在实际测量时，是不接负载电阻时的开路电压。 hRC21 四、思考 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 1( 从，I，及和的变化关系中，你如何理解晶体管是一个电流控制器件, UIIUCo1BE 2( r在电子线路中有一个工程上的计算公式，并用来表示，hbe11 26(mV)， r,200，(1，,)(,)beI(mA)E 式中:为直流工作点的电流。 IE 根据你的测量数据，判断该公式是否可信, , URc ,IRCC3( 的测量有h(h,),和这两式，理论上是否成立, h,,hfe212121,,I,B,UU1S RS4( 负载接上或不接，为什么对放大倍数有影响, RL 5( 归纳测量放大器的输入阻抗和输出阻抗的方法, R6( 在调节直流工作状态时，不充许短路，否则损坏晶体管，为什么, b 五、实验设备 1( 晶体管放大器实验板 2( 双踪示波器 3( 函数 excel方差函数excelsd函数已知函数     2 f x m x mx m      2 1 4 2拉格朗日函数pdf函数公式下载 信号发生器 4( 数字万用表 5( 直流稳压电源 6( 可变电阻箱