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场效应管小信号检波计算

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发表于 2011-5-15 19:25:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
场效应管小信号检波计算
V小于40mV时,存在以下相对严格的关系
I = β(Vg+Va)V
式中β是场效应管的增益系数,Vg是栅极与源极之间的电压,Va是夹短电压,V是漏极电压,I是漏极电流
显然源漏小信号电导是g=β(Vg+Va)
零点电导是g0=βVa3DQ的零点电导是g0=0.5(千欧负一),零点Rd=1/g0=2(千欧)

Vg=70mVV=14.3mVI=18uAg=1.26千欧负一
Vg=36mVV=14.8mVI=12uAg=0.81千欧负一
Vg=0mV V=15.3mVI=8uA g0=0.52千欧负一
Vg=-36mVV=33.0mVI=7uAg=0.21千欧负一

36mV时的gg1-36mV时的gg2,那么有
g1-g2 = β(Vg+Va) -
β(-Vg+Va) = 2βVg

因此β= (g1-g2)/Vg/2 = (0.81-0.21)/0.036/2/1000 = 0.0083
Va = g0/β= 0.52/1000/0.0083 = 0.063V = 63mV
即3DQ的夹断电压是Va=63mV

关于零点检波
I = β(Va+Vg)V = βVa(1+Vg/Va)V = g0(1+Vg/Va)V
设梁氏3DQ机内,设初级L1输出电压是A*sinωt,L1L2的电压变换比是k:1,波输出电压为V0,检波负载电导为gx,那么就有
谐振电压Asinωt,而电路中栅极接线圈热端,所以Vg为谐振电压,即Vg=Asinωt
漏源上得到的电压是L2电压减V0,即V=A*sinωt/k-V0,代入得
I = g0(1+ Asinωt/Va)(Asinωt/k-V0)
积分计算,可得一周期的平均电流是:I = g0*A2/(2kVa) – g0*V0
检波平均电流与负载电流相等,所以:g0*A2/(2kVa) – g0*V0 = gx*V0
解得V0 = A2/(2kVa)*g0/(g0+gx)……场效应管小信号检波方程
显然,检波输出与信号高频信号幅度之前的关系是平方关系,属于平方检波。以上计算成立的条件是:谐振电压小于夹断电压Va,即A<Va。当A>Va,将逐渐变为线性检波。

关于检波方程
检波方程:V0 = A2/(2kVa)*g0/(g0+gx)
式中A是谐振峰值电压, k是L1与L2的电压比,g0是场效应管一零点电导,gx是负载电导,Va是夹断电压
如果写成电阻形式,g0=1/Rd,gx=1/Rx,式串Rd是零点电导,Rx是负载电阻,那么
V0 =
A2/(2kVa)*Rx/(Rd+Rx)

显然,这是一个串联分压电路方程,其中检波输出电动势是U=A2/(2kVa),检波输出内阻是零点Rd。高频的零点输入电阻也是零点Rd

与二极管小信号检波电压效率对比
二极管检波电动势U=A2/(4uT),电压变换效率是c = U/A = A/(4uT)
场效应管检波电动势U=A2/(2kVa),c = U/(A/k) = A/(2Va)

3DQ的电压变换效率: c = A/(2*0.063) = A/0.126
二极管的电压变换效率:c = A/(4*0.026) = A/0.104



[ 本帖最后由 xjw01 于 2011-5-16 08:11 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2011-5-15 19:28:00 | 显示全部楼层
显示不正常,贴中的A2指的是A的平方
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 楼主| 发表于 2011-5-15 20:06:42 | 显示全部楼层
与二极管小信号检波电压效率对比
二极管检波电动势U=A2/uT/4,电压变换效率是c = U/A = A/(uT*4)
场效应管检波电动势U=A2/Va/(2k),c = U/(A/k) = A/(2*Va)

3DQ的电压变换效率的算值是: c = A/(2*0.063) = A/0.126
二极管的电压变换效率的算值是:c = A/(4*0.026) = A/0.104
3DQ的效率比二极管稍低一点。
不过,3DQ不需要音频变压器
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 楼主| 发表于 2011-5-15 20:08:59 | 显示全部楼层
场交应管实现阻音频抗匹配的条件也是Rx=Rd
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发表于 2011-5-15 20:24:41 | 显示全部楼层
多谢小许,为理性、正确运用3DQ检波作出理论指导。

[ 本帖最后由 L.D.XIONG 于 2011-5-16 06:20 编辑 ]
截图01.png
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发表于 2011-5-16 04:45:34 | 显示全部楼层
研究矿石机新电路新元件,就要这样的分析,可以供愿意深入探讨矿石机理论的朋友学习提高。如果理论方面不强,看不明白计算过程,也没关系,先记住结论就可以,对装机实践是很有指导意义的。
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发表于 2011-5-16 07:22:34 | 显示全部楼层
极好的理论探讨!
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发表于 2012-12-27 12:39:00 | 显示全部楼层
顶起!许老师在另帖中指出:http://www.radio-world.com.cn/fo ... page%3D1&page=3

场效应管检波,在小信号时,就是一个地地道道的乘法器。
一路信号从栅极输入,一路信号从漏极输入,乘法的结果从源极输出。
场效应管的Rd,电路分析上的意义:
1、它是小信号时的音频输出内阻
2、对于高频来说,漏极的高频输入电阻也是Rd,等效到谐振器热端,输入电阻是k*k*Rd
其中,k是L1与L2的电之比。

场效应管不以Rd评价“好坏”,要用以下参数评价:
1、Va,即小信号时的夹断电压,越小越好。
2、绝缘栅输入电容的大小及其损耗。电容越大,损耗越大。
3、频响,如果频响有问题,检波效率会下降。不过,这类场效管的频响不是问题。
二极管,结电容也是比较讨厌的,容易产生损耗。
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发表于 2013-3-5 09:09:42 | 显示全部楼层
与二极管小信号检波电压效率对比
二极管检波电动势U=A2/(4uT),电压变换效率是c = U/A = A/(4uT)
场效应管检波电动势U=A2/(2kVa),c = U/(A/k) = A/(2Va)

3DQ的电压变换效率: c = A/(2*0.063) = A/0.126
二极管的电压变换效率:c = A/(4*0.026) = A/0.104
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发表于 2013-3-6 11:29:51 | 显示全部楼层
qg2007 发表于 2012-12-27 12:39
顶起!许老师在另帖中指出:http://www.radio-world.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=6744&extra=page ...

对小信号而言不以RD来评价,对功率管就用RD来评价
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发表于 2013-4-15 12:38:44 | 显示全部楼层
记号慢慢消化.
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发表于 2013-6-20 13:38:18 | 显示全部楼层
充电学习,顶起来。。。。。。
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发表于 2014-2-22 15:03:35 | 显示全部楼层
新人学习帮顶!
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发表于 2018-5-18 15:18:10 | 显示全部楼层
这不是事实上判定了二极管不如场效应管吗?因为矿机的功率下,没有变压器的效率能达到82.5%,比不过不用变压器的场效应管。
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发表于 2019-1-14 11:29:36 | 显示全部楼层
请教:从理论上讲场管的检波效率达到极限了没有?
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