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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 楼主| 发表于 2016-9-5 18:00 | 显示全部楼层 |返回版面|
偏置Re和Vin的关系以及失真度,电路的增益
    还是把正弦曲线和指数曲线放在一起比较,预先加偏置到某位置,Vin最大值对应正弦曲线的零点,这样
    Vp+Vin=Vp+ΔVbe+ΔIe*Re            (Vp表示偏置电压)
          =(静态Vbe+静态Ie*Re)+ΔVbe+ΔIe*Re
而纵坐标的ΔIe,有无数个正弦曲线可以与指数曲线组合,其中只有一个失真度最小,数学计算没法弄,只能仿真或实测。

ΔIe=Ies*e^[(Vp+ΔVbe)/VT]-Ies*e^(Vp/VT)
    =Ies[e^(Vp/VT)*e^(ΔVbe/VT)-e^(Vp/VT)]
    =Ies*e^(Vp/VT)*[e^(ΔVbe/VT)-1]
    可见改变偏置Re输出幅度会明显变化。对Re分别为10Ω、15Ω、20Ω、25Ω,输入110mVp、75mVp、50mVp、25mVp进行仿真得到如下数据:


第一组偏置、Vbe等是找出最佳失真度时去掉信号发生器测得的电压,第二组是叠加上110mV、75mV、50mV、25mV直流电压后的电压。从仿真看ΔVbe和ΔIe*Re变化很小,没有明显变化。对第一组偏置电压除以VT=26mV,再指数,再乘以倍率后得到的输出幅度,和仿真的输出幅度比较,很接近,特别是小信号时,这个公式可用。小信号时失真度非常低,但对偏置敏感,稍动一点儿失真度就上去了(仍然低于大信号),大信号比较皮。

    不同的输入信号幅度对应的偏置Re不同,各有一个最佳值。


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发表于 2016-9-5 18:07 | 显示全部楼层 |返回版面
yuanzhoulu 发表于 2016-9-5 18:00
偏置Re和Vin的关系以及失真度,电路的增益
    还是把正弦曲线和指数曲线放在一起比较,预先加偏置到某位置 ...

解决争议的最简单的途径就是数学,有兴趣的话不妨动笔算算,计算结果可以严格地证明其正确性,
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 楼主| 发表于 2016-9-5 18:08 | 显示全部楼层 |返回版面
对33楼captzs回复(我不知道怎么操作):频率不敏感,低频时把电容加大点。

点评

多谢!  发表于 2016-9-5 18:26
     

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发表于 2016-9-5 18:31 | 显示全部楼层 |返回版面
根据大家的意见,这款电路并不见得一款实际能用的倍频电路,跟大多数非线性电路,要有一个选通滤波得到,还要有诸多条件。不推在工程项目上使用。
     

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 楼主| 发表于 2016-9-5 18:57 | 显示全部楼层 |返回版面
manbo789 发表于 2016-9-5 16:23
这就是模拟电路的魅力,

对回复次数有什么限制?怕违规。
你这个图怎么想出来的?但我的结果是要和电阻配合的。
     

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发表于 2016-9-5 19:49 | 显示全部楼层 |返回版面
感谢楼主分享   改天仿造一个
     

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发表于 2016-9-5 20:00 | 显示全部楼层 |返回版面
yuanzhoulu 发表于 2016-9-5 18:57
对回复次数有什么限制?怕违规。
你这个图怎么想出来的?但我的结果是要和电阻配合的。 ...

回复次数没有限制,讨论技术怎么会违规,
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发表于 2016-9-5 23:14 | 显示全部楼层 |返回版面
把全波整流当作倍频,不用滤波器太奇怪,零点时,不可微,而真正的正弦波都是点点都可微。且零点处斜率最大,一样吗?
     

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发表于 2016-9-6 08:51 | 显示全部楼层 |返回版面
zyj9490 发表于 2016-9-5 23:14
把全波整流当作倍频,不用滤波器太奇怪,零点时,不可微,而真正的正弦波都是点点都可微。且零点处斜率最大 ...

是你觉得它是整流,不是它真的是整流,

是你觉得它不可微,不是它真的不可微,
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 楼主| 发表于 2016-9-6 09:38 | 显示全部楼层 |返回版面
先把东西搬过来,然后再说   仿真和实验中早发现改变偏置或者Re输出幅度会明显变化,虽然只改变偏置或Re失真度会增大,但对失真度要求不是很高的场合,此特性可作幅度控制用。





低幅度和高幅度时的波形,可见明显失真,说明不宜做大范围的幅度控制,适合幅度不是太大的控制。



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 楼主| 发表于 2016-9-6 10:01 | 显示全部楼层 |返回版面
试了试光耦,这是三极管的,信号发生器直接接地,但还要双路输入


这是二极管的,参数不是最佳。信号发生器单路接地,但输出需要相减。


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发表于 2016-9-6 10:41 | 显示全部楼层 |返回版面
给楼主冷却冷却。
楼主精神可嘉。但这类电路并无推广价值,更不用说集成化了。
理论上,非线性元件可以产生各次谐波,二次、三次……乃至N次。只要从混合在一起的各次谐波中分离出所需要的那一次,就是倍频。
过去(指49年之前),业余电台常用一块393kHz石英晶体,就可以工作于80m、40们、20m波段,正是因为393kHz经倍频后刚好落到这几个业余波段内。当然,如zyj9490所说,必须用带通滤波器选频。
当时没有晶体管,真空管又很贵,少用管子是非常重要的。所以当时的工程师对偏置到何处以及驱动到什么程度产生二次谐波最强,驱动到什么程度三次谐波最强……进行了研究,使电路优化。

点评

实际上,不但整数倍频,就算是分数倍频也是几十年的事了  发表于 2016-9-9 00:09
是的,集成PLL已经很广泛了,我们刚刚流片成功的一颗芯片的时钟部份,便由25MHz晶振获得几GHz的频率,理论上可以做到几KHz的步进{如果需要的话}  发表于 2016-9-9 00:08
     

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 楼主| 发表于 2016-9-6 11:36 | 显示全部楼层 |返回版面
maychang 发表于 2016-9-6 10:41
给楼主冷却冷却。
楼主精神可嘉。但这类电路并无推广价值,更不用说集成化了。
理论上,非线性元件可以产生 ...

不一定吧,如果性能不好自不用说了,如果性能可以当然可以实用了。
     

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发表于 2016-9-6 11:46 | 显示全部楼层 |返回版面
给你们的激烈碰撞缓冲一个一一世界需要多样性。
楼主这个玩意儿,至少当下还无用武之地,在工程上。
谁知道40年后能用上什么派场?

存在即合理
     

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发表于 2016-9-6 11:55 | 显示全部楼层 |返回版面
yuanzhoulu 发表于 2016-9-6 11:36
不一定吧,如果性能不好自不用说了,如果性能可以当然可以实用了。

问题就在于:有更好的倍频电路,可以任意倍频,改变元件参数即可二倍频、三倍频……十倍频……已经已有集成电路芯片。
     

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发表于 2016-9-6 13:29 | 显示全部楼层 |返回版面
今天,上斑了,特别仿真了下,此种电路应用的就是VBe的非线性,小信号时,要加合适的偏 置 ,太大,底部变成了三角波,太小,底部出现平台,就是CLAMP,削波,不是正弦波的园渭形,要量产必须要克服之,并且偏置的调节太小,可允许的参数太小,新合成的波以原来的45度135,225度,作为零点值,作为斜率跟正规的比差移,因为斜率没有变(跟原波形比),这就证明了,合成的波形根本不是2倍的波形,必须 滤波才行。最后,调试难,离散性因素导致,全波整流波形在时哉上修正为倍频,难,除非滤波器。
     

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发表于 2016-9-6 14:09 | 显示全部楼层 |返回版面
说什么“整流、甲乙类、偏置、选频滤波”的同学,你们走错方向了,正确的方向是“极限”,
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技术达人

发表于 2016-9-6 15:58 | 显示全部楼层 |返回版面
佩服楼主,特来助兴的,大家尽可一笑置之。
1KHz正弦波E(红线)经开环增益1的单电源运放ad9620输出U(绿线) ,调节电源V使两个相邻U波过0时适度不衔接(如赤色圈),然后滤波(红框内电路),就成倍频正弦波uo。波形顶部是正弦波原 形,而近0轴部分要调节V电源使之与E波一致。

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 楼主| 发表于 2016-9-6 16:18 | 显示全部楼层 |返回版面
maychang 发表于 2016-9-6 11:55
问题就在于:有更好的倍频电路,可以任意倍频,改变元件参数即可二倍频、三倍频……十倍频……已经已有集 ...

什么型号?我看看,看描述内部电路不会简单
     

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发表于 2016-9-6 16:57 | 显示全部楼层 |返回版面
yuanzhoulu 发表于 2016-9-6 16:18
什么型号?我看看,看描述内部电路不会简单

锁相环啦。74HC4046,很常见的片子。
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