实验名称：积分与微分运算电路

实验名称：积分与微分运算电路 北联大电路 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ---二端口网络参数的测定实验指导书 实验目的 1、掌握RLC二端口网络H参数的基本测量方法 2、通过实验加深对二端口网络参数的理解 实验原理 图1为一无源线性二端口网络，二端口网络的参数仅决定于网络本身的元件、激励电源 .... 频率及其连接方式。二端口网络中共有四个变量、和、。在每个端口满足一定UUII2121 的外部约束关系时，网络内部只要具备两个约束关系就能确定该二端口网络的所有四个变量，四个变量中的任意两个作自变量而其它两个作因变量。当自变量不同时，得到的网络参数也不同。 1 2 2' 1' 图1 无源线性双口网络 1. 导纳参数Y ...... 图1中，若在二端口网络均施加电压源U和U，则I、I即为待求量，用U、U212112 ，，，..,I,YU，YU,1111122来表示I、I的方程组为: ,21，，，,I,YU，YU2211222, ，，，，IIII1212YYYY，，，,,,,其中: 11211222，，，，UUUU，，，，1122U,0U,0U,0U,02211 由于Y、Y、Y、Y具有导纳性质，所以称其为二端口网络的Y参数。 11122122 Y是2-2' 端口短路时端口1的输入导纳; 11 Y是2-2' 端口短路时端口1的转移导纳; 21 Y是1-1' 端口短路时端口2的转移导纳; 12 Y是1-1' 端口短路时端口2的输入导纳。 22 2. 阻抗参数Z ...... IIUUII图1中，若在二端口网络均施加电流源和，则、即为待求量，用、221121 1 ，，，..,U,ZI，ZI,1111122来表示、的方程组为: UU ,12，，，,U,ZI，ZI2211222, ，，，，UUUU1212其中:ZZZZ ，，，,,,,11211222，，，，IIII，，，，1122I,0I,0I,0I,02211由于Z11、Z12、Z21、Z22具有阻抗性质，所以称其为二端口网络的Z参数。 Z11是2-2' 端口开路时端口1的输入阻抗; Z21是2-2' 端口开路时端口1的转移阻抗; Z12是1-1' 端口开路时端口2的转移阻抗; 22是1-1' 端口开路时端口2的输入阻抗。 Z 3. 混合参数H ....图1中，若在端口1施加电流源I，端口2施加电压源U，I和U即为待求量，用2121 ，，，....,U,HI，HU,1111122I、U来表示I、U的方程组为: ,2121，，，,I,HI，HU2211222, ，，，，UIUI1212H,H,H,H,，，，其中: 11211222，，，，IIUU，，，，1122U,0U,0I,0I,02211式中H11、H12、H21、H22称为二端口网络的H参数。 H11是2-2' 端口短路时端口1的输入阻抗; H21是2-2' 端口短路时两端口电流之比; H12是1-1' 端口开路时两端口电压之比; H22是1-1' 端口开路时端口2的输入导纳。 4. 传输参数T ........图1中，若设I和U为自变量， I和U即为待求量，用I、U来表示I、U的22211211 ，，，,U,AU，B,I，，,122方程组为: ,，，，,，，I,CU，D,I122, ，，，，UIUI1111其中: A,C,B,,D,,，，，，，，，UUII，，，，2222I,0I,0U,0U,02222式中A、B、C、D称为二端口网络的T参数。 A是2-2' 端口开路时两端口电压之比; C是2-2' 端口开路时的转移导纳; B是2-2' 端口短路时的转移阻抗; D是2-2' 端口短路时两端口电流之比。 2 实验中应用的测量方法 1. 测量相位差的方法 ,,,,,图2示出了用示波器测试阻抗角的一般方法，若信号的一个周期为T，Zui 0360，，it,,,t，，，与的时间差为?t，则阻抗角。其它相位角的测试亦如此法。 utZT 2. 测量支路电流的技巧 i和i本实验中需要测量支路电流，则在支路1和支路2中分别串接1Ω电阻，用测量12 电路中1Ω电阻两端的电压值来代替电流值。 实验设备与元器件 函数信号发生器 1 台 双踪示波器 1台 电阻 1kΩ×1 支、1Ω×2 支 电感 10mH×1 支 电容 10μF×2 支 实验任务 RLC二端口网络H参数测量电路 1. 电路如图3所示。 3 注:? 实验前要完成对图3的理论计算，并将计算值分别填入表1、表2、表3和表4中。 激励电源是振幅为1V、频率为1KHz的正弦波。 ? 实验参数设置采用默认设置(仿真时间,0.25s;仿真点数,5000) 2. 测量H参数 11 图3电路端口1接振幅为1V、频率为1KHz正弦波，端口2短路，用双踪示波器测量端 ，，，，utit口1的电压最大值U1m和电流最大值I1m，以及与的时间差，测量H参数的电,t1111 路连接图如图4所示。 注意:搭建电路时，从器件列表中拖入所需的元器件和仪器仪表后需要在其属性中修改器件名称，各元器件及仪器仪表的器件名称一定要与图4中所标名称(如R1、Vi1等)一致。 将测量数据U1m、I1m、?t填入表1中， ，，，，itit,由于按图4连接方式所测得的与原理图所示的方向相反，所以计算的公式1111 03600,,,t，-180,为:，将填入表1中， 1111T ，UU1m1m根据将H填入表1中 11H,,，,1111，II，1m，1mU,0U,022 4 表1 RLC二端双口网络的H参数测量 11 U2=0V U1m/V I1m/mA ?t/μs Φ/度 H/Ω 1111计算值 不需填写 不需填写 不需填写 测量值 填表说明:? 注意表格中的单位，填写的电压值、电流值均为最大值。 ? 填写数据时只填写数值，不填写单位。 ? 填写的数据若非整数，则保留小数点后2位。 ,0? Φ一律用角度(如90)表示，不可用弧度(如)表示，也不可用复数(如112 j)表示。 ? Φ的取值范围:0,?180度，注意书写方式:若Φ为45度，则填写为45，11110不要填写为45。 0? H写为复数的极坐标形式，例如:8?30(不要填写为8?30)。符号“?”11 在“数学运算符”中查找。 ? 表2、表3和表4的填写均注意以上几点。 3. 测量H参数 21 图3电路端口1接振幅为1V、频率为1KHz正弦波，端口2短路，用双踪示波器测量端 ，，，，itit口2的电流最大值I2m和端口1的电流最大值I1m，以及与的时间差，测量H,t2121参数的电路连接图如图5所示。 将测量数据I2m、I1m、?t填入表2中， ，，，，，，，，it、itit、it由于按图5连接方式所测得的与原理图所示的方向均相反，所1212 0360,,,t，,,以计算的公式仍为:，将填入表1中， 212121T ，II2m2mH,,，,根据将H填入表1 212121，II，1n1m，U,0u,022 5 表2 RLC二端双口网络的H参数测量 21 U2=0V I2m/mA I1m/mA ?t/μs Φ/度 H 2121计算值 不需填写 不需填写 不需填写 测量值 4. 测量H参数 12 图3电路端口2接振幅为1V、频率为1KHz正弦波，端口1开路，用双踪示波器测量端 ，，，，口1的电压最大值U1m和端口2的电压最大值U2m，以及ut与ut的时间差，测量,t21 H参数的电路连接图如图6所示。 12 将测量数据U1m、U2m、?t填入表3中 0，360UU1m1m,,,t，,根据:及计算出、H填入表3中。 12,,，,H12121212，TUU，，2m2mI,0I,021 表3 RLC二端双口网络的H参数测量 12 I1=0A U1m/V U2m/V ?t/μs Φ/度 H 1212计算值 不需填写 不需填写 不需填写 测量值 5. 测量H参数 22 图3电路端口2接振幅为1V、频率为1KHz正弦波，端口1开路，用双踪示波器测量端 ，，，，itut口2的电流值最大值I2m和电压值最大值U2m，以及与的时间差，测量H参,t2222 数的电路连接图如图7所示。 6 将测量数据I2m、U2m、?t填入表4中， ，，，，由于按图4连接方式所测得的it与原理图所示的it方向相反，所以计算,的公式2222 03600180,,，,t，为:，将,填入表1中， 2222T ，II2m2m根据将H填入表4中。 22,,，,H2222，UU，2m，2mI,0I,011 表4 RLC二端双口网络的H参数测量 22 I1=0A I2m/mA U2m/V ?t/μs Φ/度 H/mS 2222计算值 不需填写 不需填写 不需填写 测量值 6. 对仿真及测量结果与理论数据进行比较。 7