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基礎中的一個重要的技術點。本文對OCL電路相關內容表述存在的問題做了簡要分析，并指出其中應該注意的問題，就性能分析過程做了詳細的描述，以期更好地把握OCL電路的性能分析方法。

【關鍵詞】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有輸出功率、電源提供的功率、效率和管耗，這些指標均可以取得最大值，但一般情況下它們的值實際上都是一個一般值，這點必須給學生交代清楚。就像人人都有一個能力極限，但人人并不是天天都在竭盡所能一個道理。這些指標的最大值就是它們的極限值，而電路正常工作時這些指標基本上就是一個個的一般值。這些年所用過的多本教材中都沒有對這個問題加以強調，致使學生在做性能分析時往往就不明就里、答非所問。

2 規范一般值與最大值的符號表示

在教材中，性能指標的最大值一般都是在原來一般值符號的基礎上加上一個下標m來表示，如輸出功率的最大值表示為Pom。而在性能指標的計算中，會用到輸出電壓的幅值，教材中習慣上都是用Uom表示的。那現在問題就來了，Pom、Uom兩個符號中下標m的含義實際上是不同的，這樣的表示勢必會給學生的思維造成混亂。為避免這種情況出現，在這里約定性能指標的最大值用一般值符號加上一個下標max來表示，如表1所示。

3 性能指標分析

OCL電路的原理電路如圖1所示。

不難得出，當三極管T1或T2盡限使用（接近飽和狀態）時，輸出電壓獲得最大振幅：

3.1 輸出功率

輸出功率即負載上的功率，它是一個交流功率，我們這里所求的其實就是這個交流功率的平均值。根據電路分析課里的相關知識，平均功率可通過瞬時功率在一個周期里的積分求得。由于此電路中負載上的信號為正弦信號，所以輸出的平均功率可簡單表示為輸出電壓和輸出電流的有效值之積，Po=Uo·Io。按照正弦信號幅值和有效值之間及電壓和電流之間的關系，上式可進一步表示為：

這就是計算OCL電路輸出功率的一般表達式。

可以看出，在Uom的取值范圍內，Po是一個單調上升的函數，顯然當三極管盡限使用即Uom取得最大值Uommax時，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。電路中兩個直流電源分別只工作半個周期，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電流的平均值來計算。流過單個電源的電流的平均值可積分求得：

可見，電源提供的功率和輸出信號的幅值有關，也是一個單調上升的函數，故當三極管盡限使用時，電源需提供最大的功率：

3.3 效率

電源提供的功率當中轉換為輸出功率的比例即為轉換效率，

顯然，上式亦為單調上升函數，當三極管盡限使用時，效率取得最大值：

3.4 管耗

電源提供的功率除了轉換為輸出功率外，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，上式不是一個單調函數。最大管耗要通過數學中的求極值的辦法求得，令 =0，可以求得極值點Uom= Vcc。則當Uom= Vcc時，管耗最大，PTmax = 。

可見，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生在同一個取值點上。這點也要給學生點明，務必使他們清楚最大值與一般值的關系，明確要分析的是最大值還是一般值。

4 結束語

多年的教學實踐證明，以上講授方法學生比較喜聞樂見，容易接受。一些考研學生在該知識點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者能加以借鑒，寫出更通俗易懂的教材來。

參考文獻

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

[2]康華光.電子技術基礎·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基礎中的一個重要的技術點。本文對OCL電路相關內容表述存在的問題做了簡要分析，并指出其中應該注意的問題，就性能分析過程做了詳細的描述，以期更好地把握OCL電路的性能分析方法。

【關鍵詞】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有輸出功率、電源提供的功率、效率和管耗，這些指標均可以取得最大值，但一般情況下它們的值實際上都是一個一般值，這點必須給學生交代清楚。就像人人都有一個能力極限，但人人并不是天天都在竭盡所能一個道理。這些指標的最大值就是它們的極限值，而電路正常工作時這些指標基本上就是一個個的一般值。這些年所用過的多本教材中都沒有對這個問題加以強調，致使學生在做性能分析時往往就不明就里、答非所問。

2 規范一般值與最大值的符號表示

在教材中，性能指標的最大值一般都是在原來一般值符號的基礎上加上一個下標m來表示，如輸出功率的最大值表示為Pom。而在性能指標的計算中，會用到輸出電壓的幅值，教材中習慣上都是用Uom表示的。那現在問題就來了，Pom、Uom兩個符號中下標m的含義實際上是不同的，這樣的表示勢必會給學生的思維造成混亂。為避免這種情況出現，在這里約定性能指標的最大值用一般值符號加上一個下標max來表示，如表1所示。

3 性能指標分析

OCL電路的原理電路如圖1所示。

不難得出，當三極管T1或T2盡限使用（接近飽和狀態）時，輸出電壓獲得最大振幅：

3.1 輸出功率

輸出功率即負載上的功率，它是一個交流功率，我們這里所求的其實就是這個交流功率的平均值。根據電路分析課里的相關知識，平均功率可通過瞬時功率在一個周期里的積分求得。由于此電路中負載上的信號為正弦信號，所以輸出的平均功率可簡單表示為輸出電壓和輸出電流的有效值之積，Po=Uo·Io。按照正弦信號幅值和有效值之間及電壓和電流之間的關系，上式可進一步表示為：

這就是計算OCL電路輸出功率的一般表達式。

可以看出，在Uom的取值范圍內，Po是一個單調上升的函數，顯然當三極管盡限使用即Uom取得最大值Uommax時，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。電路中兩個直流電源分別只工作半個周期，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電流的平均值來計算。流過單個電源的電流的平均值可積分求得：

可見，電源提供的功率和輸出信號的幅值有關，也是一個單調上升的函數，故當三極管盡限使用時，電源需提供最大的功率：

3.3 效率

電源提供的功率當中轉換為輸出功率的比例即為轉換效率，

顯然，上式亦為單調上升函數，當三極管盡限使用時，效率取得最大值：

3.4 管耗

電源提供的功率除了轉換為輸出功率外，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，上式不是一個單調函數。最大管耗要通過數學中的求極值的辦法求得，令 =0，可以求得極值點Uom= Vcc。則當Uom= Vcc時，管耗最大，PTmax = 。

可見，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生在同一個取值點上。這點也要給學生點明，務必使他們清楚最大值與一般值的關系，明確要分析的是最大值還是一般值。

4 結束語

多年的教學實踐證明，以上講授方法學生比較喜聞樂見，容易接受。一些考研學生在該知識點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者能加以借鑒，寫出更通俗易懂的教材來。

參考文獻

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

[2]康華光.電子技術基礎·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基礎中的一個重要的技術點。本文對OCL電路相關內容表述存在的問題做了簡要分析，并指出其中應該注意的問題，就性能分析過程做了詳細的描述，以期更好地把握OCL電路的性能分析方法。

【關鍵詞】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有輸出功率、電源提供的功率、效率和管耗，這些指標均可以取得最大值，但一般情況下它們的值實際上都是一個一般值，這點必須給學生交代清楚。就像人人都有一個能力極限，但人人并不是天天都在竭盡所能一個道理。這些指標的最大值就是它們的極限值，而電路正常工作時這些指標基本上就是一個個的一般值。這些年所用過的多本教材中都沒有對這個問題加以強調，致使學生在做性能分析時往往就不明就里、答非所問。

2 規范一般值與最大值的符號表示

在教材中，性能指標的最大值一般都是在原來一般值符號的基礎上加上一個下標m來表示，如輸出功率的最大值表示為Pom。而在性能指標的計算中，會用到輸出電壓的幅值，教材中習慣上都是用Uom表示的。那現在問題就來了，Pom、Uom兩個符號中下標m的含義實際上是不同的，這樣的表示勢必會給學生的思維造成混亂。為避免這種情況出現，在這里約定性能指標的最大值用一般值符號加上一個下標max來表示，如表1所示。

3 性能指標分析

OCL電路的原理電路如圖1所示。

不難得出，當三極管T1或T2盡限使用（接近飽和狀態）時，輸出電壓獲得最大振幅：

3.1 輸出功率

輸出功率即負載上的功率，它是一個交流功率，我們這里所求的其實就是這個交流功率的平均值。根據電路分析課里的相關知識，平均功率可通過瞬時功率在一個周期里的積分求得。由于此電路中負載上的信號為正弦信號，所以輸出的平均功率可簡單表示為輸出電壓和輸出電流的有效值之積，Po=Uo·Io。按照正弦信號幅值和有效值之間及電壓和電流之間的關系，上式可進一步表示為：

這就是計算OCL電路輸出功率的一般表達式。

可以看出，在Uom的取值范圍內，Po是一個單調上升的函數，顯然當三極管盡限使用即Uom取得最大值Uommax時，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。電路中兩個直流電源分別只工作半個周期，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電流的平均值來計算。流過單個電源的電流的平均值可積分求得：

可見，電源提供的功率和輸出信號的幅值有關，也是一個單調上升的函數，故當三極管盡限使用時，電源需提供最大的功率：

3.3 效率

電源提供的功率當中轉換為輸出功率的比例即為轉換效率，

顯然，上式亦為單調上升函數，當三極管盡限使用時，效率取得最大值：

3.4 管耗

電源提供的功率除了轉換為輸出功率外，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，上式不是一個單調函數。最大管耗要通過數學中的求極值的辦法求得，令 =0，可以求得極值點Uom= Vcc。則當Uom= Vcc時，管耗最大，PTmax = 。

可見，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生在同一個取值點上。這點也要給學生點明，務必使他們清楚最大值與一般值的關系，明確要分析的是最大值還是一般值。

4 結束語

多年的教學實踐證明，以上講授方法學生比較喜聞樂見，容易接受。一些考研學生在該知識點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者能加以借鑒，寫出更通俗易懂的教材來。

參考文獻

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

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

作者單位

青島工學院 山東省青島市 266300endprint