OCL電路性能分析探討

潘崇黎

摘 要 OCL電路的性能分析是模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)中的一個(gè)重要的技術(shù)點(diǎn)。本文對(duì)OCL電路相關(guān)內(nèi)容表述存在的問(wèn)題做了簡(jiǎn)要分析，并指出其中應(yīng)該注意的問(wèn)題，就性能分析過(guò)程做了詳細(xì)的描述，以期更好地把握OCL電路的性能分析方法。

【關(guān)鍵詞】OCL電路 性能分析 輸出功率 效率 管耗

1 明確一般值與最大值

OCL電路的主要性能指標(biāo)有輸出功率、電源提供的功率、效率和管耗，這些指標(biāo)均可以取得最大值，但一般情況下它們的值實(shí)際上都是一個(gè)一般值，這點(diǎn)必須給學(xué)生交代清楚。就像人人都有一個(gè)能力極限，但人人并不是天天都在竭盡所能一個(gè)道理。這些指標(biāo)的最大值就是它們的極限值，而電路正常工作時(shí)這些指標(biāo)基本上就是一個(gè)個(gè)的一般值。這些年所用過(guò)的多本教材中都沒(méi)有對(duì)這個(gè)問(wèn)題加以強(qiáng)調(diào)，致使學(xué)生在做性能分析時(shí)往往就不明就里、答非所問(wèn)。

2 規(guī)范一般值與最大值的符號(hào)表示

在教材中，性能指標(biāo)的最大值一般都是在原來(lái)一般值符號(hào)的基礎(chǔ)上加上一個(gè)下標(biāo)m來(lái)表示，如輸出功率的最大值表示為Pom。而在性能指標(biāo)的計(jì)算中，會(huì)用到輸出電壓的幅值，教材中習(xí)慣上都是用Uom表示的。那現(xiàn)在問(wèn)題就來(lái)了，Pom、Uom兩個(gè)符號(hào)中下標(biāo)m的含義實(shí)際上是不同的，這樣的表示勢(shì)必會(huì)給學(xué)生的思維造成混亂。為避免這種情況出現(xiàn)，在這里約定性能指標(biāo)的最大值用一般值符號(hào)加上一個(gè)下標(biāo)max來(lái)表示，如表1所示。

3 性能指標(biāo)分析

OCL電路的原理電路如圖1所示。

不難得出，當(dāng)三極管T1或T2盡限使用（接近飽和狀態(tài)）時(shí)，輸出電壓獲得最大振幅：

3.1 輸出功率

輸出功率即負(fù)載上的功率，它是一個(gè)交流功率，我們這里所求的其實(shí)就是這個(gè)交流功率的平均值。根據(jù)電路分析課里的相關(guān)知識(shí)，平均功率可通過(guò)瞬時(shí)功率在一個(gè)周期里的積分求得。由于此電路中負(fù)載上的信號(hào)為正弦信號(hào)，所以輸出的平均功率可簡(jiǎn)單表示為輸出電壓和輸出電流的有效值之積，Po=Uo·Io。按照正弦信號(hào)幅值和有效值之間及電壓和電流之間的關(guān)系，上式可進(jìn)一步表示為：

這就是計(jì)算OCL電路輸出功率的一般表達(dá)式。

可以看出，在Uom的取值范圍內(nèi)，Po是一個(gè)單調(diào)上升的函數(shù)，顯然當(dāng)三極管盡限使用即Uom取得最大值Uommax時(shí)，Po最大：

3.2 電源提供的功率

直流電源提供的功率是直流功率，等于直流電壓乘以直流電流。電路中兩個(gè)直流電源分別只工作半個(gè)周期，它們的電壓值是固定的，但電流值是變化的，所以直流功率要通過(guò)電流的平均值來(lái)計(jì)算。流過(guò)單個(gè)電源的電流的平均值可積分求得：

可見(jiàn)，電源提供的功率和輸出信號(hào)的幅值有關(guān)，也是一個(gè)單調(diào)上升的函數(shù)，故當(dāng)三極管盡限使用時(shí)，電源需提供最大的功率：

3.3 效率

電源提供的功率當(dāng)中轉(zhuǎn)換為輸出功率的比例即為轉(zhuǎn)換效率，

顯然，上式亦為單調(diào)上升函數(shù)，當(dāng)三極管盡限使用時(shí)，效率取得最大值：

3.4 管耗

電源提供的功率除了轉(zhuǎn)換為輸出功率外，其余部分主要消耗在三極管上，稱之為管耗。電路中單只三極管的管耗：

顯而易見(jiàn)，上式不是一個(gè)單調(diào)函數(shù)。最大管耗要通過(guò)數(shù)學(xué)中的求極值的辦法求得，令 =0，可以求得極值點(diǎn)Uom= Vcc。則當(dāng)Uom= Vcc時(shí)，管耗最大，PTmax = 。

可見(jiàn)，管耗的最大值和輸出功率、電源提供的功率以及效率的最大值不是發(fā)生在同一個(gè)取值點(diǎn)上。這點(diǎn)也要給學(xué)生點(diǎn)明，務(wù)必使他們清楚最大值與一般值的關(guān)系，明確要分析的是最大值還是一般值。

4 結(jié)束語(yǔ)

多年的教學(xué)實(shí)踐證明，以上講授方法學(xué)生比較喜聞樂(lè)見(jiàn)，容易接受。一些考研學(xué)生在該知識(shí)點(diǎn)上的得分率也印證了這種講授方法的有效性。在此也希望教材編寫(xiě)者能加以借鑒，寫(xiě)出更通俗易懂的教材來(lái)。

參考文獻(xiàn)

[1]童詩(shī)白 華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006：481-491.

[2]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)·模擬部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006：386-389.

作者單位

青島工學(xué)院 山東省青島市 266300endprint

摘 要 OCL電路的性能分析是模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)中的一個(gè)重要的技術(shù)點(diǎn)。本文對(duì)OCL電路相關(guān)內(nèi)容表述存在的問(wèn)題做了簡(jiǎn)要分析，并指出其中應(yīng)該注意的問(wèn)題，就性能分析過(guò)程做了詳細(xì)的描述，以期更好地把握OCL電路的性能分析方法。

【關(guān)鍵詞】OCL電路 性能分析 輸出功率 效率 管耗

1 明確一般值與最大值

OCL電路的主要性能指標(biāo)有輸出功率、電源提供的功率、效率和管耗，這些指標(biāo)均可以取得最大值，但一般情況下它們的值實(shí)際上都是一個(gè)一般值，這點(diǎn)必須給學(xué)生交代清楚。就像人人都有一個(gè)能力極限，但人人并不是天天都在竭盡所能一個(gè)道理。這些指標(biāo)的最大值就是它們的極限值，而電路正常工作時(shí)這些指標(biāo)基本上就是一個(gè)個(gè)的一般值。這些年所用過(guò)的多本教材中都沒(méi)有對(duì)這個(gè)問(wèn)題加以強(qiáng)調(diào)，致使學(xué)生在做性能分析時(shí)往往就不明就里、答非所問(wèn)。

2 規(guī)范一般值與最大值的符號(hào)表示

在教材中，性能指標(biāo)的最大值一般都是在原來(lái)一般值符號(hào)的基礎(chǔ)上加上一個(gè)下標(biāo)m來(lái)表示，如輸出功率的最大值表示為Pom。而在性能指標(biāo)的計(jì)算中，會(huì)用到輸出電壓的幅值，教材中習(xí)慣上都是用Uom表示的。那現(xiàn)在問(wèn)題就來(lái)了，Pom、Uom兩個(gè)符號(hào)中下標(biāo)m的含義實(shí)際上是不同的，這樣的表示勢(shì)必會(huì)給學(xué)生的思維造成混亂。為避免這種情況出現(xiàn)，在這里約定性能指標(biāo)的最大值用一般值符號(hào)加上一個(gè)下標(biāo)max來(lái)表示，如表1所示。

3 性能指標(biāo)分析

OCL電路的原理電路如圖1所示。

不難得出，當(dāng)三極管T1或T2盡限使用（接近飽和狀態(tài)）時(shí)，輸出電壓獲得最大振幅：

3.1 輸出功率

輸出功率即負(fù)載上的功率，它是一個(gè)交流功率，我們這里所求的其實(shí)就是這個(gè)交流功率的平均值。根據(jù)電路分析課里的相關(guān)知識(shí)，平均功率可通過(guò)瞬時(shí)功率在一個(gè)周期里的積分求得。由于此電路中負(fù)載上的信號(hào)為正弦信號(hào)，所以輸出的平均功率可簡(jiǎn)單表示為輸出電壓和輸出電流的有效值之積，Po=Uo·Io。按照正弦信號(hào)幅值和有效值之間及電壓和電流之間的關(guān)系，上式可進(jìn)一步表示為：

這就是計(jì)算OCL電路輸出功率的一般表達(dá)式。

可以看出，在Uom的取值范圍內(nèi)，Po是一個(gè)單調(diào)上升的函數(shù)，顯然當(dāng)三極管盡限使用即Uom取得最大值Uommax時(shí)，Po最大：

3.2 電源提供的功率

直流電源提供的功率是直流功率，等于直流電壓乘以直流電流。電路中兩個(gè)直流電源分別只工作半個(gè)周期，它們的電壓值是固定的，但電流值是變化的，所以直流功率要通過(guò)電流的平均值來(lái)計(jì)算。流過(guò)單個(gè)電源的電流的平均值可積分求得：

可見(jiàn)，電源提供的功率和輸出信號(hào)的幅值有關(guān)，也是一個(gè)單調(diào)上升的函數(shù)，故當(dāng)三極管盡限使用時(shí)，電源需提供最大的功率：

3.3 效率

電源提供的功率當(dāng)中轉(zhuǎn)換為輸出功率的比例即為轉(zhuǎn)換效率，

顯然，上式亦為單調(diào)上升函數(shù)，當(dāng)三極管盡限使用時(shí)，效率取得最大值：

3.4 管耗

電源提供的功率除了轉(zhuǎn)換為輸出功率外，其余部分主要消耗在三極管上，稱之為管耗。電路中單只三極管的管耗：

顯而易見(jiàn)，上式不是一個(gè)單調(diào)函數(shù)。最大管耗要通過(guò)數(shù)學(xué)中的求極值的辦法求得，令 =0，可以求得極值點(diǎn)Uom= Vcc。則當(dāng)Uom= Vcc時(shí)，管耗最大，PTmax = 。

可見(jiàn)，管耗的最大值和輸出功率、電源提供的功率以及效率的最大值不是發(fā)生在同一個(gè)取值點(diǎn)上。這點(diǎn)也要給學(xué)生點(diǎn)明，務(wù)必使他們清楚最大值與一般值的關(guān)系，明確要分析的是最大值還是一般值。

4 結(jié)束語(yǔ)

多年的教學(xué)實(shí)踐證明，以上講授方法學(xué)生比較喜聞樂(lè)見(jiàn)，容易接受。一些考研學(xué)生在該知識(shí)點(diǎn)上的得分率也印證了這種講授方法的有效性。在此也希望教材編寫(xiě)者能加以借鑒，寫(xiě)出更通俗易懂的教材來(lái)。

參考文獻(xiàn)

[1]童詩(shī)白 華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006：481-491.

[2]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)·模擬部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006：386-389.

作者單位

青島工學(xué)院 山東省青島市 266300endprint

摘 要 OCL電路的性能分析是模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)中的一個(gè)重要的技術(shù)點(diǎn)。本文對(duì)OCL電路相關(guān)內(nèi)容表述存在的問(wèn)題做了簡(jiǎn)要分析，并指出其中應(yīng)該注意的問(wèn)題，就性能分析過(guò)程做了詳細(xì)的描述，以期更好地把握OCL電路的性能分析方法。

【關(guān)鍵詞】OCL電路 性能分析 輸出功率 效率 管耗

1 明確一般值與最大值

OCL電路的主要性能指標(biāo)有輸出功率、電源提供的功率、效率和管耗，這些指標(biāo)均可以取得最大值，但一般情況下它們的值實(shí)際上都是一個(gè)一般值，這點(diǎn)必須給學(xué)生交代清楚。就像人人都有一個(gè)能力極限，但人人并不是天天都在竭盡所能一個(gè)道理。這些指標(biāo)的最大值就是它們的極限值，而電路正常工作時(shí)這些指標(biāo)基本上就是一個(gè)個(gè)的一般值。這些年所用過(guò)的多本教材中都沒(méi)有對(duì)這個(gè)問(wèn)題加以強(qiáng)調(diào)，致使學(xué)生在做性能分析時(shí)往往就不明就里、答非所問(wèn)。

2 規(guī)范一般值與最大值的符號(hào)表示

在教材中，性能指標(biāo)的最大值一般都是在原來(lái)一般值符號(hào)的基礎(chǔ)上加上一個(gè)下標(biāo)m來(lái)表示，如輸出功率的最大值表示為Pom。而在性能指標(biāo)的計(jì)算中，會(huì)用到輸出電壓的幅值，教材中習(xí)慣上都是用Uom表示的。那現(xiàn)在問(wèn)題就來(lái)了，Pom、Uom兩個(gè)符號(hào)中下標(biāo)m的含義實(shí)際上是不同的，這樣的表示勢(shì)必會(huì)給學(xué)生的思維造成混亂。為避免這種情況出現(xiàn)，在這里約定性能指標(biāo)的最大值用一般值符號(hào)加上一個(gè)下標(biāo)max來(lái)表示，如表1所示。

3 性能指標(biāo)分析

OCL電路的原理電路如圖1所示。

不難得出，當(dāng)三極管T1或T2盡限使用（接近飽和狀態(tài)）時(shí)，輸出電壓獲得最大振幅：

3.1 輸出功率

輸出功率即負(fù)載上的功率，它是一個(gè)交流功率，我們這里所求的其實(shí)就是這個(gè)交流功率的平均值。根據(jù)電路分析課里的相關(guān)知識(shí)，平均功率可通過(guò)瞬時(shí)功率在一個(gè)周期里的積分求得。由于此電路中負(fù)載上的信號(hào)為正弦信號(hào)，所以輸出的平均功率可簡(jiǎn)單表示為輸出電壓和輸出電流的有效值之積，Po=Uo·Io。按照正弦信號(hào)幅值和有效值之間及電壓和電流之間的關(guān)系，上式可進(jìn)一步表示為：

這就是計(jì)算OCL電路輸出功率的一般表達(dá)式。

可以看出，在Uom的取值范圍內(nèi)，Po是一個(gè)單調(diào)上升的函數(shù)，顯然當(dāng)三極管盡限使用即Uom取得最大值Uommax時(shí)，Po最大：

3.2 電源提供的功率

直流電源提供的功率是直流功率，等于直流電壓乘以直流電流。電路中兩個(gè)直流電源分別只工作半個(gè)周期，它們的電壓值是固定的，但電流值是變化的，所以直流功率要通過(guò)電流的平均值來(lái)計(jì)算。流過(guò)單個(gè)電源的電流的平均值可積分求得：

可見(jiàn)，電源提供的功率和輸出信號(hào)的幅值有關(guān)，也是一個(gè)單調(diào)上升的函數(shù)，故當(dāng)三極管盡限使用時(shí)，電源需提供最大的功率：

3.3 效率

電源提供的功率當(dāng)中轉(zhuǎn)換為輸出功率的比例即為轉(zhuǎn)換效率，

顯然，上式亦為單調(diào)上升函數(shù)，當(dāng)三極管盡限使用時(shí)，效率取得最大值：

3.4 管耗

電源提供的功率除了轉(zhuǎn)換為輸出功率外，其余部分主要消耗在三極管上，稱之為管耗。電路中單只三極管的管耗：

顯而易見(jiàn)，上式不是一個(gè)單調(diào)函數(shù)。最大管耗要通過(guò)數(shù)學(xué)中的求極值的辦法求得，令 =0，可以求得極值點(diǎn)Uom= Vcc。則當(dāng)Uom= Vcc時(shí)，管耗最大，PTmax = 。

可見(jiàn)，管耗的最大值和輸出功率、電源提供的功率以及效率的最大值不是發(fā)生在同一個(gè)取值點(diǎn)上。這點(diǎn)也要給學(xué)生點(diǎn)明，務(wù)必使他們清楚最大值與一般值的關(guān)系，明確要分析的是最大值還是一般值。

4 結(jié)束語(yǔ)

多年的教學(xué)實(shí)踐證明，以上講授方法學(xué)生比較喜聞樂(lè)見(jiàn)，容易接受。一些考研學(xué)生在該知識(shí)點(diǎn)上的得分率也印證了這種講授方法的有效性。在此也希望教材編寫(xiě)者能加以借鑒，寫(xiě)出更通俗易懂的教材來(lái)。

參考文獻(xiàn)

[1]童詩(shī)白 華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006：481-491.

[2]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)·模擬部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006：386-389.

作者單位

青島工學(xué)院 山東省青島市 266300endprint