鄧-仿真實(shí)驗(yàn)3-二端口電路的設(shè)計

三、二端口電路的設(shè)計一、仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計目的（1）加深理解雙口網(wǎng)絡(luò)的基本理論，測量計算Z參數(shù)、Y參數(shù)、T參數(shù)。（2）驗(yàn)證等效雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)與級聯(lián)的兩個雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)之間的關(guān)系二、仿真實(shí)驗(yàn)原理1、構(gòu)成一個端口必須滿足一定的條件，可表述為：若兩個端鈕，在任意時刻，流入一個端鈕的電流總等于流出另一個端鈕的電流，則此兩端鈕可構(gòu)成一端口。對于任何一個線性網(wǎng)絡(luò)，我們所關(guān)心的往往只是輸入端口和輸出端口的電壓和電流之間的相互關(guān)系。如下圖所示的無源線性雙口網(wǎng)絡(luò)，其兩端口的電壓、電流四個變量之間關(guān)系，可用多種形式的參數(shù)方程來描述。1）若用Y參數(shù)方程來描述，則為II其中Y11=IY21=IY12=IY22=I（2）若用Z參數(shù)方程來描述，則為UU其中Z11=UZ21=UZ12=UZ22=U（3）若用傳輸參數(shù)T方程來描述，則為

UI其中A=C=B=D=由上可知，只要在雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入端口加上電壓，令輸出端口開路或短路，在兩個端口同時測量電壓和電流，即可求出傳輸參數(shù)A、B、C、D，這種方法稱為同時測量法。2、雙口網(wǎng)絡(luò)有三種不同的連接方式：級聯(lián)(鏈聯(lián))，串聯(lián)和并聯(lián)，級聯(lián)如下圖所示若則兩個無源二端口按級聯(lián)方式連接構(gòu)成的符合二端口的傳輸參數(shù)為：T=T1此結(jié)論在多個二端口網(wǎng)絡(luò)的級聯(lián)時也適用。由于矩陣相乘不滿足交換率，所以相乘的次序不可以顛倒。理論計算：計算下圖Z、Y、T參數(shù)1）Z參數(shù)由題得方程4解得：Z11=U1I4解得：Z21=U2I4解得：Z12=U14解得：Z22=U22）Y參數(shù)由題的方程:4解得：Y11=I1UI解得：Y21=I2U解得：Y12=I1U解得：Y22=I2U3）T參數(shù)由題的方程:解得：A=U1U24I1解得：C=I1I1-9I解得：B=解得：D=I12、用級聯(lián)的方法求其T參數(shù)第一級的T1參數(shù)表達(dá)式為

T第二級的T2參數(shù)表達(dá)式為

T級聯(lián)后T參數(shù)表達(dá)式為

T=三、電路設(shè)計內(nèi)容與測試設(shè)計電路仿真圖，如下圖所示1、計算下圖Z、Y、T參數(shù)1)Z參數(shù)由圖解得：Z11=U1Z21=U2由圖解得：Z12=U1Z22=U2可知與理論值相符。2）Y參數(shù)Y11=I1Y12=I1與理論值相同。Y22=I2Y12=I1與理論值相符。3）T參數(shù)A=U1U2C=I1B=D=I1-I22、用級聯(lián)的方法求其T參數(shù)原理圖：由于T1，T2的結(jié)構(gòu)相同，求一個的T參數(shù)即可由圖得第一級的T1參數(shù)表達(dá)式為

T同理第二級的T2參數(shù)表達(dá)式為

T與理論相符。級聯(lián)后的仿真為：級聯(lián)后T參數(shù)表達(dá)式為

T=與理論值相符。四、對比分析與結(jié)論1、實(shí)驗(yàn)分析：本實(shí)驗(yàn)為而端口的數(shù)據(jù)計算與測量，由仿真結(jié)果可知，其基本與計算值相同，由于電壓表和電流表不能顯示分式，所以在圖中有小數(shù)出現(xiàn)，但是在計算過后都近似的等于計算值，誤差不到0.01。本實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了而端口級聯(lián)，T參數(shù)可相乘為新的T參數(shù)的正確性。2、實(shí)驗(yàn)小結(jié)：通過本次對二端口的電路仿真，驗(yàn)證了等效雙口網(wǎng)絡(luò)的傳輸參數(shù)與級聯(lián)的兩個雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)之間的關(guān)系，加深了對雙口網(wǎng)絡(luò)的基本理論，測量計算開路阻抗參數(shù)、短路導(dǎo)納參數(shù)、傳輸參數(shù)等的理解。本次實(shí)驗(yàn)最大的收獲是找到了