一种放大电路失真分析方法技术

本发明专利技术涉及电力电子技术领域，尤其为一种放大电路失真分析方法，包括以下步骤：A、建立放大电路模型；B、建立定性网络模型；C、仿真模拟：选择需要注入故障的元器件，将其作为故障源节点，启动放大电路模型，待所有节点状态达到稳定后，利用仿真软件输出波形图；D、比对及判断：将存在故障的输出波形与正常的输出波形中的Q点进行比对，判断该放大电路失真的节点位置和具体原因：

【技术实现步骤摘要】
一种放大电路失真分析方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体为一种放大电路失真分析方法。

技术介绍

[0002]放大电路，又称为放大器，是使用最为广泛的电子电路之一、也是构成其他电子电路的基础单元电路。其运行原理就是将输入的微弱信号(即变化的电压、电流等)放大到所需要的幅度值且与原输入信号的变化规律保持一致，也就是进行不失真的放大，如此才有意义。其本质是能量的控制和转换，而根据输入回路和输出回路的公共端不同，放大电路可分为共射放大电路、共集放大电路、共基放大电路这三种基本形式。
[0003]对于放大电路而言，电压放大倍数、输入电阻及输出电阻是其三个主要性能指标，与此三者相关的晶体管发生故障时，均会导致电路失真，而这种失真又可分为饱和失真、截止失真这两种。现有的放大电路失真用分析方法，通常采用定量推理、逐一检测的方式，操作量大、容易发生遗漏，同时检测结果不够直观，综合而言，不利于快速分析得出放大电路失真的故障源点及故障原因。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种放大电路失真分析方法，具备系统化、精确化以及高效化的优点，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种放大电路失真分析方法，包括以下步骤：
[0006]A、建立放大电路模型：在仿真软件中，将放大电路模型层次化分解为电路系统层、功能模块层、元器件层，理清各元器件之间的物理连接关系、各模块的功能逻辑连接关系，并绘制放大电路模型的三层网络功能逻辑连接图，最后输入仿真软件中，构建放大电路模型；
[0007]B、建立定性网络模型：
①
直接替换放大电路模型中的相应元器件，并保持原有物理连接关系不变，用有向边表示该元器件层的定性网络中的故障信号流向，建立功能模块级定性网络，
②
用功能模块级定性网络替换放大电路模型中相应的功能模块，用逻辑节点表示不同功能模块之间的逻辑连接关系，用有向边表示该功能模块层定性网络中的故障信号流向，最后构成放大电路模型的定性网络模型；
[0008]C、仿真模拟：选择需要注入故障的元器件，将其作为故障源节点，启动放大电路模型，待所有节点状态达到稳定后，利用仿真软件输出波形图；
[0009]D、比对及判断：将存在故障的输出波形与正常的输出波形中的Q点进行比对，判断该放大电路失真的节点位置和具体原因：
①
饱和失真、
②
截止失真。
[0010]优选的，所述步骤A中放大电路模型包含电阻、电容、稳压器、晶体管、变压器、基本放大电路、整流电路、滤波电路、稳压电路以及基本运算电路。
[0011]优选的，所述步骤C中，当同时存在多个故障源节点时，不同属性的故障信号之间
互不传播、互不影响。
[0012]优选的，所述步骤D
-①
饱和失真指的是Q点过高，在输入信号正半周靠进峰值的某段时间内，晶体管进入饱和区，导致集电极动态电流产生顶部失真，集电极电阻上的电压波形随之产生同样的失真，又由于输出电压与集电极电阻上的电压变化相位相反，导致输出波形产生底部失真。
[0013]优选的，所述步骤D
-②
截止失真指的是Q点过低，在输入信号负半周靠进峰值的某段时间内，晶体管b-e间电压总量小于其开启电压，使得晶体管截止，导致基极电流将产生底部失真，又由于输入信号的叠加有可能使叠加后的波形一部分进入截止区，就会出现截止失真。此时，对于NPN型三极管共射极放大电路的截止失真表现为输出电压的顶部出现削波，对于PNP型三极管的共射放大电路的截止失真表现为底部失真。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0015]通过在仿真软件建立放大电路模型和定性网络模型，并采用定性推理和波形比对相结合的方式，系统化、精确化地分析出放大电路的故障点和故障原因，相对于传统的定量推理、逐一检测的方式，本方案有效地提高了放大电路失真的分析效率。
附图说明
[0016]图1为本专利技术中放大电路模型示意图；
[0017]图2为本专利技术中定性网络模型示意图；
[0018]图3为本专利技术中饱和失真的比对示意图；
[0019]图4为本专利技术中截止失真的比对示意图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]请参阅图1-4，实施例：
[0022]一种放大电路失真分析方法，包括以下步骤：
[0023]A、建立放大电路模型(如图1)，在仿真软件中，将放大电路模型层次化分解为电路系统层、功能模块层、元器件层，理清各元器件之间的物理连接关系、各模块的功能逻辑连接关系，并绘制放大电路模型的三层网络功能逻辑连接图，最后输入仿真软件中，构建放大电路模型；
[0024]B、建立定性网络模型(如图2)：
①
直接替换放大电路模型中的相应元器件，并保持原有物理连接关系不变，用有向边表示该元器件层的定性网络中的故障信号流向，建立功能模块级定性网络，
②
用功能模块级定性网络替换放大电路模型中相应的功能模块，用逻辑节点表示不同功能模块之间的逻辑连接关系，用有向边表示该功能模块层定性网络中的故障信号流向，最后构成放大电路模型的定性网络模型；
[0025]C、仿真模拟：选择需要注入故障的元器件，将其作为故障源节点，启动放大电路模型，待所有节点状态达到稳定后，利用仿真软件输出波形图；
[0026]描述完成后，存在以下两种情况：
[0027]①
若为开路及短路结构性故障，将故障信号I的强度定义为∞，改变定性网络模型，规则如下：若为开路故障，令所有开路路径中节点的故障传播阻值L＝0，流动的故障信号表达式为I
i
，标明故障源节点；若为短路故障，令所有短路路径中节点的故障传播阻值L＝0，产生故障信号I
u
，标明故障源节点；
[0028]②
若为参数漂移非结构性故障，则不改变定性网络模型，产生故障信号强度范围为0＜I＜∞，其余故障属性按照故障信号I的定义进行描述。
[0029]其中，故障信号强度转换规则如下表，
[0030][0031]其中，∞表示故障信号强度无穷大，即出现开路或短路故障，输出信号微弱或无输出。
[0032]D、比对及判断(如图3、图4)：将存在故障的输出波形与正常的输出波形中的Q点进行比对，判断该放大电路失真的节点位置和具体原因：
①
饱和失真、
②
截止失真。
[0033]步骤A中放大电路模型包含电阻、电容、稳压器、晶体管、变压器、基本放大电路、整流电路、滤波电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放大电路失真分析方法，其特征在于：包括以下步骤：A、建立放大电路模型：在仿真软件中，将放大电路模型层次化分解为电路系统层、功能模块层、元器件层，理清各元器件之间的物理连接关系、各模块的功能逻辑连接关系，并绘制放大电路模型的三层网络功能逻辑连接图，最后输入仿真软件中，构建放大电路模型；B、建立定性网络模型：
①
直接替换放大电路模型中的相应元器件，并保持原有物理连接关系不变，用有向边表示该元器件层的定性网络中的故障信号流向，建立功能模块级定性网络，
②
用功能模块级定性网络替换放大电路模型中相应的功能模块，用逻辑节点表示不同功能模块之间的逻辑连接关系，用有向边表示该功能模块层定性网络中的故障信号流向，最后构成放大电路模型的定性网络模型；C、仿真模拟：选择需要注入故障的元器件，将其作为故障源节点，启动放大电路模型，待所有节点状态达到稳定后，利用仿真软件输出波形图；D、比对及判断：将存在故障的输出波形与正常的输出波形中的Q点进行比对，判断该放大电路失真的节点位置和具体原因：
①
饱和失真、
②
截止失真。2.根据权利要求1所述的一种放大电路失真分析方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘嵘，
申请(专利权)人：广东科学技术职业学院，
类型：发明
国别省市：