第三讲 晶体管放大器

晶体管放大器在自动控制中的作用晶体管放大器是利用晶体管的电流放大作用,将弱小的信号(电流或电压)放大为大信号的电路装置。它被广泛用于生产自动化控制系统中。根据控制对象和要求,用晶体管可构成各种形式的放大电路。下面举几个实例来说明。在顺序控制器中,要利用继电器来实现控制作用。但控制信号电流很小,不能直接驱动继电器,因此,利用晶体管将控制信号电流加以放大。如图1所示,继电器J的线圈接在三极管的集电极电路中,接上直流电源Ec,便构成一个简单的放大器。在无控制信号电流(I_b=0)输入基极b时,三极管截止,便没有     

高稳定接触电阻监测电路的分析与研究

本文对一种稳定性较高的接触电阻监测电路的组成、工作过程及各元件的作甩作了详细说明。提出用高精度低漂移集成运算放大器OP-07组成同相放大器,作为监测电路的缓冲放大器;计算了相对误差和输入、输出电阻值。还对Kelvin连接的原理作定性分析。从实验验证运算放大器的偏置电流和失调电流在输入端外接电阻上所产生的电压,是影响测量稳定性的主要因素。适当减小输入端外接电阻可有效抑制输出信号的漂移。     

掺铥光纤放大器对双单频激光放大的特性分析

建立了掺铥(Tm3+)光纤放大器对双单频激光放大的理论模型,对比分析了前向抽运方式下,双单频放大和单频放大时泵浦功率、信号功率、受激布里渊散射(SBS)功率,以及温度情况的不同.理论仿真了Tm3+离子掺杂浓度、光纤纤芯的有效面积和换热系数对双单频放大的影响.适当的掺杂浓度,可以有效地缩小放大器中光纤长度,减弱因过长的光纤对激光的损耗,还可以提高放大器的量子效率;选取较小的光纤的纤芯有效面积,可以获得较高的信号功率输出和较小的SBS功率;较小的换热系数可以降低SBS功率,从而有效抑制SBS效应.     

直流大电流原位检测

本文提出了一种直流大电流的测量方法。直流电信号首先经磁路转换成磁场信号然后经霍尔传感器的磁场信号转换电压信号后，输出到仪表放大器和单片机进行处理并显示出被测电流。     

高温光纤压力传感器在南航通过鉴定

南京航空学院302教研室在国内首先研制成功GGY-1型高温光纤压力传感器,并已通过了部级技术鉴定。 该传感器主要用于航空发动机压气机及燃烧室的压力测量,也可用宋测量内燃机及压缩机的高温气流动态压力测量。其工作原理是:光导纤维将膜片感受的压力信号转换成光强调制信号,并传递到硅光电池变换成微电流信号,经微电流放大器、差分放大器放大后输出与压力呈线     

电子技术讲座 第五讲 直流放大器

一、直流放大器的特点在自动控制系统及某些测量仪器中,常需要放大一些变化缓慢的非周期性的直流信号电压(或电流)。例如温度的变化有时是非常缓慢而微小的。又如有些开关量有时由某一个电平阶跃式的变化到另一数值的电平。对于这样的直流信号就不能采用交流放大器了,因为交流放大器的耦合(联接)是利用电容器、变压器等元件来完成的。如图1的电路所示,它是一个阻容耦合放大电路,电路中的耦合电容C_1和C_2是具有一定的阻抗(容抗)的,其阻抗     

行波管放大器非线性特性对调幅信号边带压缩影响

为了更精确地测试星上功率放大器的饱和点,研究分析了TWTA(Travelling-Wave Tube Amplifier,行波管放大器)的非线性特性对AM(Amplitude Modulation,调幅)信号的边带压缩影响。文中基于Saleh模型描述TWTA,分析其在AM信号放大过程中的非线性特性,研究表明:随着输入AM信号的功率不断增大,放大后的输出信号畸变越来越严重;该变化主要体现在AM信号的边带上,与线性工作区相比,在TWTA的饱和点处,经放大后的AM信号的边带压缩程度达到最大。实验结果与理论分析结果完全一致。该研究为通信卫星星上功放饱和点测试提供了一种可行方法。     

集成运算放大器在继电器中的应用

在自动控制和航空航天等技术领域内,经常需要对来自传感器的直流信号(典型值为0～±10毫伏)进行放大变换,以便为推动继电器去执行电路的开闭创造条件。通常的继电器难以达到这样高的灵敏度,而采用集成运放作为敏感变换器,则将从根本上改善继电器的灵敏度,从而大大开拓了继电器的应用范畴。 一个开状状态的线性集成运算放大器,其输出电压总是稳定于某一输出饱和电压。例如稳定在+Vomax或-Vomax。通过运放的高开环增益,同时再对它施加某种适量的正反馈,使得运放能在很微小的输入控制信号情况下,接近阶跃地实现输出电平的转换。例如:对输出电平为     

整体最小二乘法在某型液压测量设备中的应用

某型飞机液压系统压力测量设备中,液压传感器在原理上存在非线性因素,制造过程中随机误差较大。在对传感器输出的差分信号进行整形放大的过程中,使用了非线性放大电路,另外,电路中的放大器和电阻等器件均存在随机误差,导致该液压系统压力测量设备的输入和输出之间没有显式的函数关系表达式。研究采用整体最小二乘法对输入和输出进行曲线拟合,将测量过程中原理性的非线性因素和所有器件的误差均作为一个黑箱因素处理,不需对其进行精确测量,由整体最小二乘法进行曲线拟合,硬件设计和软件编程两个方面都容易实现。     

V／F变换在远距离测量中的应用

在温度、压力、流量等参数测量中，因信号变化缓慢，远距离传送过程中，会造成信号漂移、噪声干扰等，影响整机的测量精度。如果将模拟星转换成数字量再进行数据传送就会抑制干扰，V／F变换是实现这种方式的方法之一。以下介绍其在测量中的具体应用。1测量原理（如图工）图1测量原理框图温度、流量、压力等传感器将相应的物理量转换成电压或电流信号．经前置器进行放大、电平调整归一化处理后提供给V／F变换器，并将其输入的电压信号转变成相应的频率脉冲信号，经过远距离传送后供单片机最小系统，进行数据采集、分析、校正等处理输出驱动…     

基于纯硬件电路的三余度信号表决器设计

针对数模混合式机载控制系统输出的多余度控制信号、模拟式机载控制系统设计中余度输入输出信号综合难度大的问题,对较典型的三余度信号设计了纯硬件的表决器。利用高增益运算放大器对最小及最大信号输入作用的正反饱和特性,并通过将正反饱和作用相互抵消的方法,实现了模拟三余度信号的中值选择;借助于继电器的对电压控制信号的自我识别方式,实现了三余度电压控制信号的多数表决。仿真及测试表明,所设计的三余度信号硬件表决器能够简单有效地解决数模混合式控制系统三余度指令输出的综合问题,以及模拟备份控制系统三余度信号的输入与输出表决,从而能够简化余度系统的设计,提高系统可靠性。     

基于改进控制策略与动态无功支撑相结合的高电压穿越方法研究

针对双馈风力发电机高电压穿越问题,利用Laplace变换对电网电压骤升时电磁暂态过渡过程进行分析,得出定子电流不仅含有直流分量,还包含有工频交流成分,并通过仿真频谱验证了理论分析的正确性。不同于常规研究中只在转子电压方程考虑定子磁链的动态变化,而忽略了其对功率外环的影响,分析了定子磁链动态变化对有功、无功解耦的影响,在此基础上对功率外环进行传统矢量控制策略的改进。此外,考虑并网规范对机组无功电流支撑的要求,控制换流器输出与电网电压骤升幅度相匹配的无功电流,帮助故障电网快速恢复。仿真结果表明,该方案不仅能够保证电网电压骤升时双馈机组不脱网运行,而且也满足并网规范对机组无功电流输出的要求,实现高电压穿越。     

一种新型交流恒功率负载仿真模型

根据闭环控制的高功率因数(HPF)脉冲宽度调制(PWM)整流器的恒功率工作特性,对交流(AC)恒功率负载(CPL)仿真模型进行了研究。采用输入电流波形跟随电压波形的方法,利用MATLAB建立了交流恒功率负载的仿真模型。在模型两端加载的电压不含谐波和含有谐波的两种情况下,模型均可以自动计算出输入电流有效值(RMS),使得模型输入平均功率保持恒定,并能生成电流波形,反映出电压谐波对电流波形的影响。模型仿真结果与实际高功率因数PWM整流器的输入波形进行了比较,验证了该模型的正确性。     

“小信号谐振放大器”的教学策略

小信号谐振放大器是高频电子线路课程的基本单元电路之一,主要应用在通信系统的接收机电路中,高频放大和中频放大是信号传输电路中的核心部分。掌握小信号谐振放大器的分析方法,对电子信息类、通信工程类专业学生的学习及工作是非常关键的。     

射流伺服阀用放大型超磁致伸缩执行器建模及分析

为提高射流伺服阀的动态性能,设计了采用桥式微位移放大机构的射流伺服阀用放大型超磁致伸缩执行器(AGMA)。建立了计输入位移损失的放大机构模型以及非线性位移输出理论模型,并采用有限元法对所建放大机构模型进行了对比验证,结果表明:放大机构的输入刚度模型最大误差0.78N/μm,放大倍数模型最大误差0.22,放大倍数受输入位移影响较小。最后,试验研究了AGMA的静动态特性,结果显示:控制电流在-0.5A到0.5A缓慢变化时,AGMA输出位移约为78μm;当控制电流从-0.5A跃变到0.5A时,其峰值位移约为71μm,峰值时间约为0.014s,调节时间小于0.1s;当控制电流幅值为0.5A时,其输出位移幅频宽40Hz,谐振频率约为30Hz。     

小卫星“微型核”CMOS功率放大器设计

在以往的小卫星设计中,构成卫星的最基本单元大都是由分立的元器件组成。本文采用SMIC 0．18μm Si CMOS工艺,设计了一种用于星载信息电子系统的高效率功率放大器,在3．3V电源电压下,输入功率为0dBm时,输出功率为21．4dBm,附加功率效率为60％,输入端反射系数S11=-35dB,可满足星载信息电子系统要求。     

基于BICMOS电流控制型多路输出电源的研制

介绍一种适用于低压、宽范围供电的多路输出DC/DC变换器,在功率电路中使用无损耗箝位电路实现了变压器磁芯的复位,控制电路使用第三代BICOMS电流控制型PWM,简化了电路设计、降低了噪声敏感度,给出了多路输出电源中变压器和耦合电感的工程设计的详细过程,同时分析了多路输出耦合电感对负载交叉调节性能的影响.研制的变换器输入电压范围8V-40VDC,输出5V/3A、±15V/0.5A、 10V/0.5A.     

一种低相位噪声频标分配放大器的设计实现

随着测控试验系统对低相位噪声频标指标要求的不断提高,国内市场上的绝大部分相关产品已无法满足要求。本文给出一种低相位噪声频标分配放大器的设计实例,实例采用基于MAX4104增益放大和LMH6609分配放大的2级放大电路结构,充分利用MAX4104的低相位噪声放大特性和LMH6609的大电流驱动分配特性,同时采用先进的PCB（印制电路板）设计技术和有效的电路噪声抑制手段,实现了频标的低相位噪声分配放大输出。最后对实例设计进行了验证分析。本设计相关产品已广泛应用于卫星地面测控系统的时频分系统中,实践证明设计指标满足航天测控和武器试验用户的要求。     

三吨电液振动台动态初步分析

三吨电液振动台工作原理如图1所示。控制信号(由信号发生器发出)经过压控放大器,把信号输给功放(放大倍数K_3=3),功放用放大了的电流信号来控制伺服阀的开口,电液伺服阀的开口大小决定了供给油缸活塞运动的流量多少,流量的多少就决定了活塞的运动大小(电液伺服阀是把小的电信号放大成需要的大的液流起电液转换和功率放大作用)。这样振动台活塞的运动就由信号发生器发出的信号来控制。     

输入电压不平衡时的12脉冲自耦变压整流器

在含有较多非线性负载的航空供电系统中常存在三相输入电压不平衡的情况。详细分析了输入不平衡对12脉冲自耦变压整流器(ATRU)的输出电压、输入电流的影响,并提出了采用谐波抑制电抗器(HBR)来抑制谐波电流。分析了工作原理,比较了几种HBR构成方案,研制了一台2kW的演示样机。实验结果表明,谐波抑制电抗器有效抑制了三相输入电压不平衡的影响。