丙类谐振功放的工作状态分析

news2024/11/6 9:26:55

前言:我们之前已经根据导通角θ,将工作状态分成了甲乙丙三类。我们发现丙类的效率最高,所以现在我们专门分析一下丙类工作状态。

1定量分析与定性分析

定量分析:是指分析以数量形式存在着的属性。

定性分析:是指分析不是以数量形式存在着的属性。

2嵌套复合函数y=F(z)=f[g(z)]

复合在汉语中的意思:描述两个或多个事物,因为某种原因,而重新结合或组合在一起。

复合函数是由两个或多个函数通过函数组合的方式形成的新的函数

函数:给定一个数集A,对A施加法则f,得到数集B。若对A中的元素x,施加对应法则f,得到A中的元素y,则记作y=f(x)。

现在我们研究y=f(x)与x=g(z),这两个函数通过函数组合f[g(z)],形成的函数F(z)。

复合函数f[g(z)]的组合方式是嵌套。‌

嵌的汉语意思是凹陷,套汉语本义是指罩在外面的东西。嵌套就应该可以理解为动作,这个动作就是把一个东西,想办法塞进另一个东西的内部。

a=f(b)=sinb,b=g(c)=2c+2,a=F(c)=f(g(c))=sin(2c+2)

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3解析分析法

解析分析法是定量的去分析功放的一些参数。

那么功放最关心的参数是什么?是功率和效率。设计一个功放,一定要告诉别人它的功率和效率。

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ic=f(uBE),uBE=g(wt),ic=F(wt)=f(g(wt))。

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想知道效率和功率,电阻一般已知,就是要求电流Ic1m,Ic0。Ic0很简单,Ic1m可以查余弦脉冲分解系数表或计算,就需要先求得θ和icmax。

所以计算效率和功率的公式中的参数只有θ和icmax需要去求?

我们先写一下ic关于uce的表达式,看看能不能解方程等到θ和icmax。

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gm数学图像意义斜率,电路意义是电导。

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求出cosθ即可以得到θ。

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4图解分析法

图解分析法,又叫动特性曲线。它最终目的是,要在三极管的输出特性当中,去找到我们的,这个功放电路当中,它们各个指标,它们之间的关系。

回忆模电学习的三极管的输出特性。

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将2带入1式得到ic与uce的关系式,发现是反比例比例函数,下面我们在输出特性曲线图中画出这条直线,即点集合(ic,uce),图上已经有的:

1)点集合是uce=uce(max)时的点(uce,ic);2)点集合是uce=0.75*uce(max)时的点(uce,ic);3)点集合是uce=0.5*uce(max)时的点(uce,ic);4)点集合是uce=0.25*uce(max)时的点(uce,ic).........。 

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5丙类功放的工作状态

我们之前已经根据导通角θ,将工作状态分成了甲乙丙三大类。现在研究丙类,丙可以怎么继续细分小类。

我们根据C点位置划分状态。

C点在放大区ic=β*ib,为欠压状态,

C点在饱和区ic<β*ib,为过压状态,

 C点在放大和饱和之间的临界点,即uce再大一点ic<β*ib的时候,为临界状态。

三个工作状态由C点决定,那么C点由谁决定呢?由uBE(max)和uCE(min)决定。

那么uBE(max)和uCE(min)又由谁决定呢?由uBB,ubm,ucc,ucm决定。

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下图是我们之前在平面随意选取点集合,此点集合整体一看,是三极管的输出特性曲线,将横轴uce通过函数uce=f(wt)进行复合,以达到将三极管的输出特性曲线横轴uce,替换成wt,再找到C点,我们发现它在放大区,现在我们要怎么办,可以得到C点在饱和区和临界区的情况?

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保持三极管的输出特性曲线不变,改变uBE(max)和uCE(min)

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下图是c点左移到了临界点(为什么uce变小到一定程度,就会ic<β*ib?因为实际电路三极管的ce两脚会和电源和电阻形成回路,uce越小,ic*Rce就越小,ic就越小,ic就不能等于β*ib,只能小于。)

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下图是c点左移到了饱和点,此时ic=f(wt)是余弦凹陷脉冲,不再是半波余弦脉冲了。动特性曲线从V-A-D变成C-E-A-D。

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6工作状态的调整

工作状态由C点决定,调整工作状态就是调整C点。

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uBB,ubm,uCC明显直接可调。

ucm直接不可以调,可以间接调Re,达到调节ucm的目的。

Re是LC电路的谐振电阻。

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接下来,我们分析调节这四个量,产生的影响。

6.1负载特性

特性是什么?是关系。什么关系?转移特性是ube和ic的关系。输出特性是ube,uce和ic三者间的关系。

负载特性是保持UBB,Ucc,Ubm不变而改变Re时,Ico,Icm,Ucm,P0,效率的变化情况。

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所以我们最好让功放电路工作在临界状态。

6.2集电极调制特性

什么叫调制?调制就是,让高频载波的某个参量,去随着低频有用信号的变化而变化。

高频载波有那些参量?对正弦波而言,是振幅,频率,相位。让振幅跟着低频信号变叫调幅,让频率跟着低频信号变叫调频,让相位跟着低频信号变叫调相。

载波是指被调制以传输信号的波形,一般为正弦波。

高低频的划分如下:
- 极低频 ELF:3kHz以下
- 甚低频 VLF:3-30kHz
- 低频 LF:30-300kHz
- 中频 MF:300-3MHz
- 高频 HF:3-30MHz
- 甚高频 VHF:30-300MHz(电视1-12频道)
- 特高频 UHF:300-3GHz(电视13频道以上)

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597872f252154d8e84eb6e70820b7b07.png让Ucc 等于Ucc+u输入,让输出振幅Ucm跟着低频信号u输入变化而变化,实现调幅。

6.3基极调制特性

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00453f9ff33e4a4193a16fff16aa3096.png 让UBB 等于UBB+u输入,让输出振幅Ucm跟着低频信号u输入变化而变化,实现调幅

6.4放大特性

放大特性与基极调制特性差不多

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