电路Ucm

『壹』 实验RC一阶电路响应测试 误差

时间常数τ的测定
� 用示波器测定 RC 电路时间常数的方法如下：在RC 电路输入矩形脉冲序列信号，将示波器的测试探极接在电容两端，调节示波器Y轴和X轴各控制旋钮，使荧光屏上呈现出一个稳定的指数曲线。 时间常数的测定
根据一阶微分方程的求解得知当 t ＝τ时，uC(τ)＝0.632Us 设轴扫描速度标称值为S(s /cm)，在荧光屏上测得电容电压最大值
Ucm＝Us＝ a(cm)
�在荧光屏Y轴上取值
�b＝0.632×a(cm)
�在曲线上找到对应点Q和P，使
PQ＝b
�测得OP＝ n (cm)
则时间常数τ＝S(s/cm)×n(cm)
亦可用零输入响应波形衰减到0.368Us
时所对应的时间测取。

『贰』 谐振功率放大器的高频功率放大器的技术指标

1.输出功率:PO
2.效率:η
3.功率增益:Ap
1.2 谐振功率放大器的工作原理
一、丙类谐振功率放大器电路
电路图如1-1所示
图1-1 丙类谐振功率放大器
LC谐振网络为放大器的并联谐振网络。
谐振网络的谐振频率为信号的中心频率。
作用：滤波、匹配。
VBB:基极直流电压
作用:保证三极管工作在丙类状态。
VBB的值应小于放大管的导通电压Uon；通常取VBB≤0。
VCC：集电极直流电压
作用：给放大管合理的静态偏置，提供直流能量。
二、丙类谐振功率放大器的工作原理
ui→uBE→iB→iC→uC
ui为余弦电压， 可表示为ui=UimCOSωct
则：uBE= VBB+ui= VBB+ UimCOSωct
根据三极管的转移特性可得到集电极电流iC，为余弦脉冲波，如图4-2所示：
图1-2 iC波形
根据傅立叶级数的理论，iC可分解为：
ic=Ico+iC1+iC2+iC3+………+iCn+………
式中：Ico为直流电流分量
iC1为基波分量；iC1=Icm1COSωct
iC2为二次谐波分量；iC2=Icm2COS2ωct
iCn为n次谐波分量；iCn=IcmnCOSnωct
其中，它们的大小分别为：
Ico=iCmax·α0（θ）
Icm1=iCmax·α1（θ）
Icmn=iCmax·αn（θ）
iCmax是ic波形的脉冲幅度。
αn（θ）的大小可根据余弦脉冲分解系数表查。
Ic信号的导电角可以用下面的公式进行计算
当iC信号通过谐振网络时，由于谐振网络的作用，可得其谐振网络压降为：
uc=RIcm1COSωct=UcmCOSωct
uCE=VCC-uc=VCC-UcmCOSωct
各信号的波形如图1-3所示：
图1-3 波形图
三、功率关系
直流功率：PV=VCCICO
输出功率：PO= Icm1Ucm
放大管功耗：PT=PV-PO
效率：η= PO/PV
丙类谐振功率放大器的性能分析
一、丙类谐振功率放大器的工作状态
欠压状态：管子导通时均处于放大区；
临界状态：管子导通时从放大区进入临界饱和；
过压状态：管子导通时将从放大区进入饱和区；
在实际工作中，丙类放大器的工作状态不但与Ubm有关，还与VCC、VBB和R有关。
在丙类谐振功放中，工作状态不同，放大器的输出功率和管耗就大不相同，因此必须分析各种工作状态的特点，以及Ubm、VCC、VBB和R的变化对工作状态的影响，即对丙类谐振功放的特性进行分析。
二、丙类谐振功率放大器的动态线
1.基本概念：
大信号的功率放大器一般采用图解法进行分析，为此就要在输出特性曲线上作出交流负载线。
由于谐振功放的集电极负载是谐振回路，且共集电极电压与集电极电流的波形截然不同，因此其交流负载线已不是直线了，是一条曲线，又称为动态线。
2.动态线的作法：
三极管的输出特性曲线转上的参变量iB换成uBE，在VBB、VCC、Ucm和Ubm保持不变的情况下，假设ωct取不同的值，根据式uBE=VBB+ UbmCOSωct和uCE=VCC-uc=VCC-UcmCOSωct可得以相对应的uBE和uCE值，从而确定输出特性曲线上的各个“动态点”，然后依次连接各个“动态点”就可以得到动态线。其图形如1-4所示。
图1-4 动态线
3.不同工作状态的动态线
如图1-5所示
图1-5 不同状态的动态线
丙类谐振功放在不同状态的动态线动画演示请点击
4.根据动态线分析放大器的特性
（1）放大器工作在过压状态时，ic波形会出现下凹。
（2）动态线、放大器的工作状态与VBB、VCC、Ucm和Ubm的大小有关系。
三、丙类谐振功率放大器的特性
负载特性：
基极调制特性：
调制特性
集电极调制特性：
放大特性：
1.负载特性：
负载特性是指放大器在VBB、VCC和Ubm不变时，随R变化的特性
(1)工作状态的变化
随着R从小变大，放大器将由欠压状态→临界状态→过压状态变化
(2)ic波形的变化
随着R增大，ic的变化如图1-6所示
图1-6 ic随R变化的特性
(3)Ucm、Ico、Icm1的变化特性
如图1-7所示
图1-7 Ucm、Ico、Icm1随R的变化
(4)PO、PV、Pc、η的变化特性
如图1-8所示
图1-8 PO、PV、Pc、η的变化特性
负载特性动画演示请点击
2.基极调制特性
基极调制特性是指放大器在R、VCC和Ubm不变时，随VBB变化的特性
(1)工作状态的变化
随着VBB从小变大，放大器将由欠压状态→临界状态→过压状态变化
(2)ic波形的变化
如图4-9所示
图1-9 ic随VBB的变化特性 (3)Ucm、Ico、Icm1的变化特性 如图1-10所示
图1-10 Ucm、Ico、Icm1的变化特性
基极调制特性动画演示请点击
3.集电极调制特性
集电极调制特性是指放大器在VBB、R和Ubm不变时，随VCC变化的特性
(1)工作状态的变化
随着VCC从小变大，放大器将由过压状态→临界状态→欠压状态变化
(2)ic波形的变化
如图1-11所示
图1-11 ic随VCC变化的特性
(3)Ucm、Ico、Icm1的变化特性
如图1-12所示
图1-12 Ucm、Ico、Icm1的变化特性
集电极调制特性动画演示请点击
4.放大特性
放大特性是指放大器在VBB、VCC和R不变时，随Ubm变化的特性
(1)工作状态的变化
随着Ubm从小变大，放大器将由欠压状态→临界状态→过压状态变化
(2)ic波形的变化
如图1-13所示
图1-13 ic随Ubm的变化特性
(3)Ucm、Ico、Icm1的变化特性
如图1-14所示
图1-14 Ucm、Ico、Icm1的变化特性
基极调制特性动画演示请点击