OCL电路性能分析探讨

摘 要 OCL电路的性能分析是模拟电子技术基础中的一个重要的技术点。本文对OCL电路相关内容表述存在的问题做了简要分析，并指出其中应该注意的问题，就性能分析过程做了详细的描述，以期更好地把握OCL电路的性能分析方法。

【关键词】OCL电路 性能分析 输出功率 效率 管耗

1 明确一般值与最大值

OCL电路的主要性能指标有输出功率、电源提供的功率、效率和管耗，这些指标均可以取得最大值，但一般情况下它们的值实际上都是一个一般值，这点必须给学生交代清楚。就像人人都有一个能力极限，但人人并不是天天都在竭尽所能一个道理。这些指标的最大值就是它们的极限值，而电路正常工作时这些指标基本上就是一个个的一般值。这些年所用过的多本教材中都没有对这个问题加以强调，致使学生在做性能分析时往往就不明就里、答非所问。

2 规范一般值与最大值的符号表示

在教材中，性能指标的最大值一般都是在原来一般值符号的基础上加上一个下标m来表示，如输出功率的最大值表示为Pom。而在性能指标的计算中，会用到输出电压的幅值，教材中习惯上都是用Uom表示的。那现在问题就来了，Pom、Uom两个符号中下标m的含义实际上是不同的，这样的表示势必会给学生的思维造成混乱。为避免这种情况出现，在这里约定性能指标的最大值用一般值符号加上一个下标max来表示，如表1所示。

3 性能指标分析

OCL电路的原理电路如图1所示。

不难得出，当三极管T1或T2尽限使用（接近饱和状态）时，输出电压获得最大振幅：

3.1 输出功率

输出功率即负载上的功率，它是一个交流功率，我们这里所求的其实就是这个交流功率的平均值。根据电路分析课里的相关知识，平均功率可通过瞬时功率在一个周期里的积分求得。由于此电路中负载上的信号为正弦信号，所以输出的平均功率可简单表示为输出电压和输出电流的有效值之积，Po=Uo・Io。按照正弦信号幅值和有效值之间及电压和电流之间的关系，上式可进一步表示为：

这就是计算OCL电路输出功率的一般表达式。

可以看出，在Uom的取值范围内，Po是一个单调上升的函数，显然当三极管尽限使用即Uom取得最大值Uommax时，Po最大：

3.2 电源提供的功率

直流电源提供的功率是直流功率，等于直流电压乘以直流电流。电路中两个直流电源分别只工作半个周期，它们的电压值是固定的，但电流值是变化的，所以直流功率要通过电流的平均值来计算。流过单个电源的电流的平均值可积分求得：

可见，电源提供的功率和输出信号的幅值有关，也是一个单调上升的函数，故当三极管尽限使用时，电源需提供最大的功率：

3.3 效率

电源提供的功率当中转换为输出功率的比例即为转换效率，

显然，上式亦为单调上升函数，当三极管尽限使用时，效率取得最大值：

3.4 管耗

电源提供的功率除了转换为输出功率外，其余部分主要消耗在三极管上，称之为管耗。电路中单只三极管的管耗：

显而易见，上式不是一个单调函数。最大管耗要通过数学中的求极值的办法求得，令 =0，可以求得极值点Uom= Vcc。则当Uom= Vcc时，管耗最大，PTmax = 。

可见，管耗的最大值和输出功率、电源提供的功率以及效率的最大值不是发生在同一个取值点上。这点也要给学生点明，务必使他们清楚最大值与一般值的关系，明确要分析的是最大值还是一般值。

4 结束语

多年的教学实践证明，以上讲授方法学生比较喜闻乐见，容易接受。一些考研学生在该知识点上的得分率也印证了这种讲授方法的有效性。在此也希望教材编写者能加以借鉴，写出更通俗易懂的教材来。

参考文献

[1]童诗白 华成英.模拟电子技术基础（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006：481-491.

[2]康华光.电子技术基础・模拟部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006：386-389.

作者单位

青岛工学院 山东省青岛市 266300