楼主: yuanzhoulu
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[电路/定理] 简单低失真度正弦波2倍频电路,一个新的电路

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发表于 2016-9-5 12:29 | 显示全部楼层 |返回版面|
本帖最后由 zyj9490 于 2016-9-5 12:33 编辑
maychang 发表于 2016-9-5 12:08
只要电路存在非线性,必然会产生高次谐波。当然,谐波的次数以及某次谐波的份量随电路不同而各有不同。所 ...

关键是后面没有加带通滤波器直接合成的一样。核心在这里。还有纯度这么高。还有个资深人士对它评价这么高。
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发表于 2016-9-5 12:30 | 显示全部楼层 |返回版面
zyj9490 发表于 2016-9-5 12:09
关键后面没有滤波器啊,就能得到很纯的2倍频。

近似“很纯”而已。换言之其它各次谐波比较少。
HWM贴出的波形已经足够说明问题。我是很佩服这两条波形曲线。
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发表于 2016-9-5 12:34 | 显示全部楼层 |返回版面
zyj9490 发表于 2016-9-5 12:29
关键是后面没有加带通滤波器直接合成的一样。核心在这里。还有纯度这么高。 ...

“纯度”不是很高,而且不能做到要多高就可以多高。
看看HWM贴出的那两条波形曲线。
或者,你也仿真一下(两支二极管那个电路),改变一下直流偏置看看。
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发表于 2016-9-5 12:40 | 显示全部楼层 |返回版面
maychang 发表于 2016-9-5 12:30
近似“很纯”而已。换言之其它各次谐波比较少。
HWM贴出的波形已经足够说明问题。我是很佩服这两条波形曲 ...

我现在怀颖的是根据电路图,测试手段,跟显示图表不一致。因此请教你们资深人士。得出结论。这个电路,并没有被一位人士认为的这么神奇。就凭几个器件,提升一下电位,搞出个不用选通滤波器的倍频电路。不可能的。H的电流显示,不可能合成一个倍频的完整的正弦波形。
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发表于 2016-9-5 12:41 | 显示全部楼层 |返回版面
xukun977发《倍频》帖:
http://bbs.21ic.com/icview-1624400-1-1.html
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发表于 2016-9-5 12:45 | 显示全部楼层 |返回版面
zyj9490 发表于 2016-9-5 12:40
我现在怀颖的是根据电路图,测试手段,跟显示图表不一致。因此请教你们资深人士。得出结论。这个电路,并 ...

“H的电流显示,不可能合成一个倍频的完整的正弦波形”
可以合成一个倍频的近似的正弦波形,虽有失真却并不太大。
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发表于 2016-9-5 12:47 | 显示全部楼层 |返回版面

有没有可能二个管子全周期导通呢?从图形显示,每个管子只有半波导通。我认为是差分输入级,因为加有偏置,且信号也足够小,不知你的意见如何,如果二管子是全周期导通的。这样可以认为流过集电极电阻的电流是不变的。(二管的特性一致的条件下)。
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发表于 2016-9-5 12:50 | 显示全部楼层 |返回版面
maychang 发表于 2016-9-5 12:45
“H的电流显示,不可能合成一个倍频的完整的正弦波形”
可以合成一个倍频的近似的正弦波形,虽有失真却并 ...

二个都是下半波,怎么合成呢,只少有个上半波吧,当然没有带通滤波器的条件下。光有集电极电阻。最好有没有第三方仿真验证下,本人多年来已不用仿真了。
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发表于 2016-9-5 13:00 | 显示全部楼层 |返回版面
maychang 发表于 2016-9-4 23:28
第一个仿真图还没有仔细看,先说第二个仿真图。
第二个仿真图就是全波整流,加上了0.439V直流偏置。理想 ...

第二张认可,就是一个全波整流,克服零点时的非线性。没有4次波,6次波了吗?
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发表于 2016-9-5 13:04 | 显示全部楼层 |返回版面
zyj9490 发表于 2016-9-5 12:50
二个都是下半波,怎么合成呢,只少有个上半波吧,当然没有带通滤波器的条件下。光有集电极电阻。最好有没 ...

两波整流,图中信号源相当于有中抽头的变压器线图,常用的电源变压器降压后整流并滤波,共有三种:全波之桥整丶两波整流(附中抽头)丶半波整流,其中全波及两波得到市电两倍频率,即使有接上滤波电容也可从涟波频率,看得出是两倍频。本题完全被冗长而神秘的叙述而误导。
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发表于 2016-9-5 13:18 | 显示全部楼层 |返回版面
king5555 发表于 2016-9-5 13:04
两波整流,图中信号源相当于有中抽头的变压器线图,常用的电源变压器降压后整流并滤波,共有三种:全波之 ...

还有这么高的频谱纯度。为何?
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发表于 2016-9-5 13:39 | 显示全部楼层 |返回版面
zyj9490 发表于 2016-9-5 11:51
@king5555 ,@Lgz2006 发表下第一个原理图能倍频的高论。

这类题目不要去认真,闲着去看看街头变戏法什么的。

点评

有道理,大家都是搞技术,要有求真的心态。  发表于 2016-9-5 13:57
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 楼主| 发表于 2016-9-5 14:23 | 显示全部楼层 |返回版面
倍频原理其实在矿石收音机论坛已经说了,不让发外链,百度“一个2倍频的电路”。上午试了试光耦的,已经发到那边了。    这是一点理论分析:
    三极管Ie和Vbe近似成指数关系,这是2SC2655 pdf中Ic-Vbe关系图,横向x4拉宽,截个正弦波曲线放进去。


    可见和正弦波本来就接近,加偏置到开启电压处,此处即正弦波的波顶处,指数曲线的上段和正弦波相差较大。加个电阻,由于小电流时be结电阻较大,电阻影响小,故起始(正弦波波顶)部分影响不大。而大电流时电阻影响大,使得指数曲线的上段右移,越往上越右移,贴近于正弦波。所以电阻有个最佳值,使失真度最低。这是IV曲线测量1N4007得到的指数曲线,更精细点。




这是本电路输入三角波时,输出和正弦波比较。从图中可以看出,不同输入幅度会有不同的失真度,并不是小幅度时失真小。









   实际上,由于指数曲线的“自相似性”,即“部分等于整体”,所谓开启电压根本不存在,偏压可以加到任意位置,都有一个最佳电阻与之对应。偏压增高,电阻减小。
    如果选择增高偏压减小电阻,会导致增益增大,同样的输入电压输出增加,而失真度不变(曲线形状相同,重合的部分相同,故对给定的输入信号幅度有相同的失真度)。


    电路解析式可写为
    Vout=Av*cosVin+DC             (余弦-90度到90度)
    如果Vin=cosωt,在-90度到90度就成了两个余弦相乘,而另一半由另一半完成,这样就和模拟乘法器一样了,对正弦波的2倍频由此而来。可见这个电路本质上是余弦电路,遇到正弦波就出现了2倍频现象。

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点评

佩服楼主连电路板实验都做出来,我想问一下,对频率较低的正弦波倍频效果如何?比如几KHz。  发表于 2016-9-5 15:11
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发表于 2016-9-5 14:31 | 显示全部楼层 |返回版面
真正能动笔算一算,动脑想一想,并且对这个电路再做一些飞跃性的改进,我想现在应该没有几个人,

如果三极管的电流放大倍数恒定,并且各器件都趋于理想,不考虑器件公差和噪声,那么这个电路的改进版本可以做到任意高的频谱纯度,
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发表于 2016-9-5 14:52 | 显示全部楼层 |返回版面
manbo789 发表于 2016-9-5 14:31
真正能动笔算一算,动脑想一想,并且对这个电路再做一些飞跃性的改进,我想现在应该没有几个人,

如果三极 ...

“可以做到任意高的频谱纯度”
不敢苟同。

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参与人数 1威望 +6 收起 理由
manbo789 + 6 姜还是老的辣,
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发表于 2016-9-5 16:23 | 显示全部楼层 |返回版面
这就是模拟电路的魅力,

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发表于 2016-9-5 16:33 | 显示全部楼层 |返回版面
yuanzhoulu 发表于 2016-9-5 14:23
倍频原理其实在矿石收音机论坛已经说了,不让发外链,百度“一个2倍频的电路”。上午试了试光耦的,已经发 ...

楼主,这个问题跟 二极管伏安特性曲线与正弦波是否相似 根本没有关系,

重点在于两个管子的伏安特性曲线叠加后的曲线在工作点附近趋于抛物线,
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发表于 2016-9-5 17:09 | 显示全部楼层 |返回版面

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发表于 2016-9-5 17:46 | 显示全部楼层 |返回版面
zyj9490 发表于 2016-9-5 13:18
还有这么高的频谱纯度。为何?

等于是差动放大器的两个输出端相接意味着两个信号叠加,而两个信号属于相位反向的,具有若干的抵消作用,我想是这样达到较高纯度。即使楼主把射极电阻改成独自两颗,而失去差动作用,但集极仍是相似特性。由两分电路中很明显的看出,偏置电压是个关键,两个三极管不能工作于甲类以及乙类,只能选择特定的甲乙类,虽然是甲乙类还得调整偏置到不出现馒头波形,因此不能适用所有三极管,其可靠度并不高。大致是这样,我也懒得详细去研究。
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asdf

发表于 2016-9-5 17:58 | 显示全部楼层 |返回版面
把示波器通道从交流耦合改为直流耦合就一目了然了
试一下能否设置签名档
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