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文檔簡(jiǎn)介

第3章高頻諧振功率放大器3.1概述

3.2丙類諧振功率放大器的工作原理3.3丙類功率放大器的工作狀態(tài)分析

3.4高頻功放的高頻特性3.5高頻功率放大器的電路組成3.6寬帶高頻功率放大器與功率合成電路

3.1概述1、使用高頻功率放大器的目的放大高頻大信號(hào),并且以高效輸出大功率,使發(fā)射機(jī)末級(jí)獲得足夠大的發(fā)射功率。2、高頻功率放大器使用中需要解決的問(wèn)題①具有高效率的功率轉(zhuǎn)換②輸出足夠的功率(高功率輸出)高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點(diǎn)都是輸出功率大和高。但二者的工作頻率和相對(duì)頻帶寬度相差很大。聯(lián)想對(duì)比:③減少非線性失真icebtooictVBZ3、諧振功率放大器與小信號(hào)諧振放大器的異同之處相同之處:它們放大的信號(hào)均為高頻信號(hào),而且放大器的負(fù)載均為諧振回路。不同之處:激勵(lì)信號(hào)幅度大小不同;放大器工作點(diǎn)不同;晶體管動(dòng)態(tài)范圍不同。諧振功率放大器波形圖小信號(hào)諧振放大器波形圖icQebtooicticQebtooict小信號(hào)諧振放大器波形圖icebtooictVBZ諧振功率放大器波形圖4、諧振功率放大器與非諧振功率放大器的異同共同之處:都要求輸出功率大和效率高。功率放大器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器,把電源供給的直流能量轉(zhuǎn)化為交流能量,能量轉(zhuǎn)換的能力即為功率放大器的效率。諧振功率放大器通常用來(lái)放大窄帶高頻信號(hào)(信號(hào)的通帶寬度只有其中心頻率的1%或更小),其工作狀態(tài)通常選為丙類工作狀態(tài)(c<90),為了不失真的放大信號(hào),它的負(fù)載必須是諧振回路。非諧振放大器可分為低頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器。低頻功率放大器的負(fù)載為無(wú)調(diào)諧負(fù)載,工作在甲類或乙類工作狀態(tài);寬帶高頻功率放大器以寬帶傳輸線或其它寬帶匹配電路為負(fù)載。三極管四種工作狀態(tài)根據(jù)正弦信號(hào)整個(gè)周期內(nèi)三極管的導(dǎo)通情況劃分乙類:導(dǎo)通角等于180°甲類:一個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通甲乙類:導(dǎo)通角大于180°丙類:導(dǎo)通角小于180°ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶體管的工作狀態(tài)甲類工作狀態(tài)晶體管在輸入信號(hào)的整個(gè)周期都導(dǎo)通靜態(tài)IC較大,波形好,管耗大效率低。乙類工作狀態(tài)晶體管只在輸入信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通,靜態(tài)IC=0,波形嚴(yán)重失真,管耗小效率高。甲乙類工作狀態(tài)晶體管導(dǎo)通的時(shí)間大于半個(gè)周期,靜態(tài)IC0,一般功放常采用。功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率與效率。表2-1不同工作狀態(tài)時(shí)放大器的特點(diǎn)

工作狀態(tài)

半導(dǎo)通角

理想效率

負(fù)

應(yīng)

甲類

qc=180°

50%

電阻

低頻

乙類

qc=90°

78.5%

推挽,回路

低頻,高頻

甲乙類

90°<qc<180°

50%<h<78.5%

推挽

低頻

丙類

qc<90°

h>78.5%

選頻回路

高頻

丁類

開(kāi)關(guān)狀態(tài)

90%~100%

選頻回路

高頻

工作狀態(tài)功率放大器一般分為甲類、乙類、甲乙類、丙類等工作方式,為了進(jìn)一步提高工作效率還提出了丁類與戊類放大器。諧振功率放大器通常工作于丙類工作狀態(tài),屬于非線性電路。ECICEOuCEiCO??Q???Q?截止區(qū)飽和區(qū)o180=q3.2丙類諧振功率放大器的工作原理+ub-RpCL+uCE-icECUBB(b)等效電路+uc1-UBBCECL+uS-+ub-(a)原理電路+ub-RpCL+uCE-ECUBB+uc1-ic2工作原理分析uBEic?-UBB?UBZubic?UbmgC+uBE_仿真vBEic?-UBB?-UBZvbic?VbmgCIcmax+ub-RpCL+uCE-ECUBB+uc1-ic+uBE_仿真icωtθcθcic1ic2ic3IcoIcmaxiC頻譜(2)集電極輸出電壓LC回路阻抗Rp+ub-RpCL+uCE-ECUBB+uc1-ic+uBE_仿真icωtθcθcic1ic2ic3IcoIcmax+ub-RpCL+uCE-ECUBB+uc1-ic+uBE_仿真ubUBZUBBIcmaxuBEtibtictuCEuctECUcm1UbmuBEic?-UBB?UBZubUbmgC3.高頻功放的功率關(guān)系

當(dāng)晶體管允許的耗散功率一定時(shí),,功放管的集電極損耗功率。試計(jì)算:直流電源提供的功率例1某高頻諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài),輸出功率,集電極電源=24V,集電極電流直流分量,電壓利用系數(shù)及效率,臨界負(fù)載電阻,可以求出集電極電源供給的直流功率以及輸出題意分析:本題直接采用功放的電流、電壓、能量關(guān)系即可。已知電源電壓電流的直流分量,從而得到集電極損耗功率及效率,通過(guò)電壓利用系數(shù),可以計(jì)算出波形系數(shù),進(jìn)而利用輸出電流的直流分量求出輸出,再利用輸出功率可以得到臨界負(fù)載阻抗電流里的基波分量解:以及集電極損耗功率討論:本題考察的是如何靈活應(yīng)用功放的電流、電壓、能量關(guān)系。本題的解題方法還有多種,如由電源電壓以及電壓利用系數(shù),可以得到,再由輸出功率可以得到臨界負(fù)載阻抗以及輸出電流。通過(guò)輸出電流的直流分量,可以計(jì)算出波形系數(shù)利用電壓利用系數(shù),算出效率,從而得到集電極電源供給的直流功率輸出電壓中的基波分量80%VT1VT2T1LCRLECCC3.2.3D類和E類功率放大器簡(jiǎn)介

1.D類功率放大器的原理分析

D類功率放大器有電壓開(kāi)關(guān)型和電流開(kāi)關(guān)型兩種基本電路,電壓開(kāi)關(guān)型D類功率放大器是已推廣應(yīng)用的電路

uiub1ub2ic1ic2uLuAub1和ub2是由ui通過(guò)變壓器T1產(chǎn)生的兩個(gè)極性相反的輸入激勵(lì)電壓

ui正半周時(shí)VT1管飽和導(dǎo)通,VT2管截止,電源EC對(duì)電容C充電,電容上的電壓很快充至(EC-UCES1)值,A點(diǎn)對(duì)地的電壓uA=(EC-UCES1)。

ui負(fù)半周時(shí)VT2管飽和導(dǎo)通,VT1管截止。VT2管的直流電源由電容C上充的電荷供給,uA=UCES2≈0

uA近似為矩形波電壓,幅值為(EC-2UCES)。若L、C和RL串聯(lián)諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)的角頻率ω上,且回路的Q值足夠高,則通過(guò)回路的電流ic1或ic2是角頻率為ω的余弦波,RL上可得相對(duì)輸入信號(hào)不失真的輸出功率。VT1VT2T1LCRLECCCuiub2ic1ic2uLuAECic1ωtic2ωtuLωt盡管每管飽和導(dǎo)通時(shí)的電流很大,但相應(yīng)的管壓降很小,這樣,每管的管耗就很小,放大器的效率也就很高

UCESuAωtub1EC-2UCESVT1VT2T1LCRLECCC2.2.3D類和E類功率放大器簡(jiǎn)介

1.D類功率放大器的原理分析

D類功率放大器有電壓開(kāi)關(guān)型和電流開(kāi)關(guān)型兩種基本電路,電壓開(kāi)關(guān)型D類功率放大器是已推廣應(yīng)用的電路

uiub1ub2ic1ic2uLuAub1和ub2是由ui通過(guò)變壓器T1產(chǎn)生的兩個(gè)極性相反的輸入激勵(lì)電壓

ui正半周時(shí)VT1管飽和導(dǎo)通,VT2管截止,電源EC對(duì)電容C充電,電容上的電壓很快充至(EC-UCES1)值,A點(diǎn)對(duì)地的電壓uA=(EC-UCES1)。

ui負(fù)半周時(shí)VT2管飽和導(dǎo)通,VT1管截止。VT2管的直流電源由電容C上充的電荷供給,uA=UCES2≈0

uA近似為矩形波電壓,幅值為(EC-2UCES)。若L、C和RL串聯(lián)諧振回路調(diào)諧在輸入信號(hào)的角頻率ω上,且回路的Q值足夠高,則通過(guò)回路的電流ic1或ic2是角頻率為ω的余弦波,RL上可得相對(duì)輸入信號(hào)不失真的輸出功率。ECUCESEC-2UCESuAωtic1ωtic2ωtuLωt盡管每管飽和導(dǎo)通時(shí)的電流很大,但相應(yīng)的管壓降很小,這樣,每管的管耗就很小,放大器的效率也就很高

2.輸出功率及效率計(jì)算

uA為矩形方波,用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)后可求得其基波分量的振幅為:

VT1管電流ic1(或VT2管電流ic2)的直流電流為:

ECEC-2UCESuAωtUCESic1ωtic2ωtuLωtUA1m≈ID電源供給的直流功率:PD=2EC

ID

放大器的輸出功率Po為;效率η=Po/PD=100%

實(shí)際晶體管的飽和壓降不可能為零,又考慮到管子結(jié)電容、電路分布電容的影響(使管壓降波形uA有一定上升沿和下降沿),從而使D類功放的效率小于100%,典型值大于90%。

2.輸出功率及效率計(jì)算

uA為矩形方波,用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)后可求得其基波分量的振幅為:

當(dāng)串聯(lián)Q值足夠大,且諧振于f0,則:

ECEC-2UCESuAωtUCESic1ωtic2ωtuLωtUA1m≈IC0電源供給的直流功率:放大器的輸出功率Po為;實(shí)際晶體管的飽和壓降不可能為零,又考慮到管子結(jié)電容、電路分布電容的影響(使管壓降波形uA有一定上升沿和下降沿),從而使D類功放的效率小于100%,典型值大于90%。

ECEC-2UCESuAωtUCESic1ωtic2ωtuLωtIC0放大器的效率為;3.2.4丙類倍頻器

仿真iC+uce--Ec+-uc2+iciC1iC2ic頻譜0ICOICm1ICm2ICm3ICm4LC諧振特性iC1iC1iC1iC2iC2iC23.3高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)分析1.動(dòng)態(tài)特性方程2.動(dòng)態(tài)特征曲線的畫(huà)法3.高頻功放的工作狀態(tài)3.3.2高頻功率放大器的負(fù)載特性

3.3.3高頻功率放大器的調(diào)制特性

3.3.4高頻功率放大器的放大特性

3.3.5高頻功率放大器的調(diào)諧特性

3.3.6高頻功放的高頻效應(yīng)

uBEicgCUBZ+ub-CLECUBB+uc1-icRp+uCE-+uBE_3.3.1高頻功率放大器的動(dòng)態(tài)特性

uCEicUo?A?BOEC?QUcmuceminubemax(4)連接ABD即得動(dòng)態(tài)特性曲線

D2.3.2高頻功率放大器的負(fù)載特性

uceicUo?gduBEic?-UBB?UBZubicgCUbm?ubemaxicmaxuCEicEC?QuceminUcesgd?ubemax???uceminubemaxgcr?EC?QUcesUcm1?uBEic?-UBB?UBZubicgCUbm?ubemaxicmaxuceicEC?QuceminUcesgd?ubemax???uceminubemaxgcr?uCEicgcrIcmaxubemaxEC?QUcesUcm?uBEic?-UBB?UBZubicgCUbm?ubemaxicmaxuceicEC?QuceminUcesgd?ubemax???uceminubemaxgcr?uCEicgcrIcmaxubemaxEC?QUcesUcm?uCEicgcrIcmaxubemaxicuCEPoRp欠壓區(qū)過(guò)壓區(qū)臨界區(qū)Rp欠壓區(qū)過(guò)壓區(qū)臨界區(qū)Ic1IcoPDPcubemaxUcm13.3.3高頻功率放大器的調(diào)制特性

uceicubemax?QEC??QEC?QEC????icEC欠壓區(qū)過(guò)壓區(qū)臨界區(qū)EC欠壓區(qū)過(guò)壓區(qū)臨界區(qū)Icm1IcoPDPOPC

進(jìn)入過(guò)壓狀態(tài)后,隨著UBB向正值方向增大,集電極脈沖電流的寬度增加,幅度幾乎不變,但凹陷加深,結(jié)果使Ico、Icml和相應(yīng)的Ucm增大得十分緩慢

UcmIcoIcml臨界UBB過(guò)壓欠壓O-UBB2uBEicuBEmax1uBEmax2-UBB3ub-UBB1uBEmax3UBZict飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)當(dāng)Ubm固定,UBB自負(fù)值向正值方向增大時(shí),集電極脈沖電流ic的導(dǎo)通角θc增大,從而集電極脈沖電流ic的幅度和寬度均增大,狀態(tài)由欠壓區(qū)進(jìn)入過(guò)壓區(qū)。

2.3.4高頻功率放大器的放大特性u(píng)BEicuBEmax1uBEmax2ub-UBBuBEmax3UBZict飽和區(qū)放大區(qū)截止區(qū)UcmIcmlIcoUbm過(guò)壓臨界欠壓OOωticOωticUbm增大OωticωtOictUbm線性功率放大器tUcmUbmUcm振幅限幅器UcmtUbmUcm

固定UBB、增大Ubm和固定Ubm、增大UBB的情況類似,它們都使基極輸入電壓uBEmax隨之增大,對(duì)應(yīng)的集電極脈沖電流ic的幅度和寬度均增大,放大器的工作狀態(tài)由欠壓進(jìn)入過(guò)壓。當(dāng)諧振功率放大器作為線性功率放大器,為了使輸出信號(hào)振幅Ucm反映輸入信號(hào)振幅Ubm的變化,放大器必須在Ubm變化范圍內(nèi)工作在欠壓狀態(tài)。當(dāng)諧振功率放大器用作振幅限幅器時(shí),放大器必須在Ubm變化的范圍內(nèi)工作在過(guò)壓狀態(tài)。仿真3.3.5高頻功率放大器的調(diào)諧特性

實(shí)際回路在調(diào)諧過(guò)程中,其負(fù)載是一阻抗Zp,當(dāng)改變回路的元件數(shù)值,如改變回路的電容C時(shí),功放的外部電流Ico、Icml和相應(yīng)的Ucm等隨C的變化特性稱為調(diào)諧特性。

設(shè)諧振時(shí)功放工作在弱過(guò)壓狀態(tài),當(dāng)回路失諧后,由于阻抗Zp的模值減小,根據(jù)負(fù)載特性可知,功放的工作狀態(tài)將向臨界及欠壓狀態(tài)變化,此時(shí)Ico和Icml要增大,而Ucm將下降。應(yīng)該指出,回路失諧時(shí)直流輸入功率PD=IcoEC隨Ico的增加而增加,而輸出功率Po=UcmIcmlcosφ將主要因cosφ因子而下降,因此失諧后集電極功耗PC將迅速增加。這表明高頻功放必須經(jīng)常保持在諧振狀態(tài)。

UcmIcmlIco3.3.6高頻功放的高頻效應(yīng)

ubet-UBBUBZ休息2休息1ucef1f2f2>f1例2某高頻諧振功率放大器工作于臨界狀態(tài),輸出功率為15W,且Ec=24V,導(dǎo)通角。功放管參數(shù):。試問(wèn):(1)直流電源提供的功率,功放管的集電極損耗功率及效率,臨界負(fù)載電阻為多少?(2)若輸入信號(hào)振幅增加一倍,功放的工作狀態(tài)如何改變?此時(shí)的輸出功率大約為多少?(3)若負(fù)載電阻增加一倍,功放的工作狀態(tài)如何改變?(4)若回路失諧,會(huì)有何危險(xiǎn)?如何指示調(diào)諧?題意分析:在已知輸出功率P1、電源電壓EC、臨界飽和線斜率Sc及集電極電流導(dǎo)通角的情況下,只要計(jì)算出電壓利用系數(shù),其它參數(shù)就很容易求出;輸入信號(hào)振幅變化、負(fù)載電阻變化,將影響功放的工作狀態(tài),利用功放的振幅特性及負(fù)載特性判斷即可;由于諧振時(shí)功放工作在臨界狀態(tài),此時(shí)利用輸出電壓指示調(diào)諧最合適。解:(1)根據(jù)臨界狀態(tài)電壓利用系數(shù)計(jì)算公式有所以(2)若輸入信號(hào)振幅增加一倍,根據(jù)功放的振幅特性,放大器將工作到過(guò)壓狀態(tài),此時(shí)輸出功率基本不變。(3)若負(fù)載電阻增加一倍,根據(jù)功放的負(fù)載特性,放大器將工作到過(guò)壓狀態(tài),此時(shí)輸出功率約為原來(lái)一半。(4)若回路失諧,功率放大器將工作到欠壓狀態(tài),此時(shí)集電極損耗將增加,有可能燒壞晶體三極管。用指示調(diào)諧最明顯,最大即諧振。例一諧振功放,原來(lái)工作在臨界狀態(tài),后來(lái)發(fā)現(xiàn)該功放的輸出功率下降,效率反而提高,但電源電壓EC、輸出電壓振幅Uc及Ubemax不變,問(wèn)這是什么原因造成的,此時(shí)功放工作在什么狀態(tài)?題意分析:本題是考察靈活運(yùn)用功放的外部特性的能力。由電源電壓EC、輸出電壓振幅Uc及Ubemax不變,可知icmax還是在臨界飽和線上,工作狀態(tài)不變。又由于電源電壓EC、輸出電壓振幅Uc不變,即電壓利用系數(shù)不變,根據(jù)影響效率的因素,可知是波形系數(shù)提高了,即是減小,本題就歸結(jié)為影響的因素了。解:由于EC、Uc及ubemax不變,即ucemin、ubemax不變,因此功放的工作狀態(tài)不變。由于,所以不變,而,故效率的提高是由于的增加,這是通過(guò)減小θ實(shí)現(xiàn)的。要減小θ,有兩個(gè)途徑,一是減小輸入信號(hào)振幅Ubm,一是減小UBB,但要求ubemax不變,故只能減小UBB,同時(shí)增大輸入信號(hào)振幅Ubm。輸出功率下降,但Uc不變,只能是增加負(fù)載阻抗。討論:如何應(yīng)用功放的外部特性來(lái)調(diào)整功放的工作狀態(tài),這是一個(gè)難點(diǎn),需要考慮到每一個(gè)外部因素影響。例對(duì)高頻功放電路,已知功放管的輸出特性曲線如所示,EB=0.8V,EC=12V,ub=0.3cosωtV,u0=10cosωtV。(1)畫(huà)出動(dòng)特性曲線,并說(shuō)明電路的工作狀態(tài)及其特點(diǎn);(2)畫(huà)出ic和UCE的波形;(3)計(jì)算輸出功率和效率。題意分析:這是一道常規(guī)題,根據(jù)電路參數(shù)畫(huà)動(dòng)特性曲線,并確定性能指標(biāo)。畫(huà)動(dòng)特性曲線的關(guān)鍵是確定3個(gè)特殊點(diǎn),即的A、B、D三點(diǎn)。解(1)AB連接ABD,即為動(dòng)態(tài)特性線(2)由動(dòng)特性曲線畫(huà)出的ic和UCE波形(3)計(jì)算輸出功率和效率例題意分析:本題考查簡(jiǎn)單抽頭并聯(lián)諧振回路的阻抗變換。根據(jù)輸出電壓和已知阻抗可確定輸出功率和基波電流,且阻抗變化時(shí),該電流在欠壓和臨界狀態(tài)下都將保持不變。(3)例3:諧振功率放大器原來(lái)工作于臨界狀態(tài),它的通角為=70°,輸出功率P0為3W,效率為η=60%。后來(lái)由于某種原因,性能發(fā)生變化。經(jīng)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn),η已增加到68%,而輸出功率明顯下降,但UCC、UCm、UBEmax不變。試分析原因,并計(jì)算這時(shí)的實(shí)際輸出功率和通角。

原因:在UCC、Ucm、UBEmax不變的情況下,由于ξ=Ucm/UCC不變,所以η的提高必然要求g1(θ)增加,因而θ減小,這時(shí)α1(θ)也隨著減小,但由于,Ucm和UBEmax不變,Icmax也就保持不變,因此P0=UcmIcmaxα1(θ)/2減小。在保持UBEmax不變的情況下,θ的減小,必然要求UBB增加,Ubm同時(shí)也增加;為了保持工作在臨界狀態(tài),Rp也必然要求同時(shí)增加,所以產(chǎn)生上述性能變化是由于UBB增加,Ubm增加,Rp增加引起的。(2)計(jì)算P0和θc(φ)

在保持ξ不變的條件下,η增加到68%時(shí)3.4高頻功率放大器的實(shí)用電路

要使高頻諧振功率放大器正常工作,在其輸入和輸出端還需接有:直流饋電線路:為晶體管各級(jí)提供合適的偏置;交流匹配網(wǎng)絡(luò):將交流功率信號(hào)有效地傳輸。IcoECic1CLicnLCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTICO直流通路ICOECLCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTIC1交流通路Ic1LCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTICn交流通路ICniC頻譜LC回路阻抗特性LCCCCC1ECLCuc1VTLCCCECLCuc1VTCBLBLBLBCERBReVTVTVTCBCBCB1LBLLCCVTVTEBEB2基極饋電線路IBOUBBIBOIeo+UBB-圖例是有多處錯(cuò)誤的400MHz諧振功率放大器電路,試更正這些錯(cuò)誤。①VBB≠VCC,所以該點(diǎn)必須斷開(kāi)接地或斷開(kāi)接VBB。②集電極饋電線路沒(méi)有通路,所以電容C3必須換成電感,接成串饋電路,這時(shí),該電感實(shí)際上就是諧振回路的組成部分。③交流電流不能全部流入基極,被電阻R1分流,所以必須改換為扼流圈或在R1上串接扼流圈,同時(shí)并聯(lián)旁路電容。

④、⑦測(cè)量直流的電流表,有交流通過(guò),所以必須在電流表上接旁路電容。⑤扼流圈改為電感,組成諧振回路。⑥電流表應(yīng)接高頻地電位,與電感調(diào)換位置,并去掉C11。二高頻功放的耦合回路RiRoR'LR'S功率放大器輸入匹配網(wǎng)絡(luò)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)RLRSuS(1)使負(fù)載阻抗與放大器所需要的最佳阻抗相匹配,以保證放大器傳輸?shù)截?fù)載的功率最大,即它起著匹配網(wǎng)絡(luò)的作用。

(2)抑制工作頻率范圍以外的不需要頻率,即它有良好的濾波作用。

(3)在有幾個(gè)電子器件同時(shí)輸出功率的情況下,保證它們都能有效地傳送功率到公共負(fù)載,同時(shí)又盡可能地使這幾個(gè)電子器件彼此隔離,互不影響。

輸入匹配網(wǎng)絡(luò)或級(jí)間耦合網(wǎng)絡(luò):是用以與下級(jí)放大器的輸入端相連接輸出匹配網(wǎng)絡(luò):是用以輸出功率至天線或其他負(fù)載輸出匹配網(wǎng)絡(luò)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)常常是指設(shè)備中末級(jí)功放與天線或其他負(fù)載間的網(wǎng)絡(luò).這種匹配網(wǎng)絡(luò)有L型、型、T型網(wǎng)絡(luò)及耦合回路。輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的主要功能與要求是匹配、濾波和高效率。通過(guò)改變匹配回路的可調(diào)元件,將負(fù)載阻抗ZL(或RL)轉(zhuǎn)換成放大管所要求的最佳負(fù)載阻抗RLCR,使管子送出的功率P1能盡可能多的饋至負(fù)載。

當(dāng)調(diào)諧功率放大器工作于最佳負(fù)載值時(shí)的功放的效率較高,輸出功率較大。

在實(shí)際電路中,放大器所要求的最佳電阻需要通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)和終端負(fù)載(如天線等)相匹配。需要匹配的原因:匹配的原理:1.L型匹配網(wǎng)絡(luò)L型匹配網(wǎng)絡(luò)具有電路簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn),不足之處是電路的品質(zhì)因數(shù)Q值很低(通常Q<10),因此電路的濾波特性很差,所以在實(shí)際的發(fā)射機(jī)中,常常選用T型或型網(wǎng)絡(luò)作匹配之用。

L

L

C

RLCR

(小)

C’

RL

(大)

(a)L-I型

RL>RLCR匹配網(wǎng)絡(luò)

L

L’

C

RL

(小)

C

RLCR

(大)

(b)L-II型

RL<RLCR匹配網(wǎng)絡(luò)

2.形匹配網(wǎng)絡(luò)3.T形匹配網(wǎng)絡(luò)在大功率輸出級(jí),T型、Π型等濾波型的匹配網(wǎng)絡(luò)就得到了廣泛的應(yīng)用。圖中的R2一般代表終端(負(fù)載)電阻,R1則代表由R2折合到左端的等效電阻,現(xiàn)以(a)為例進(jìn)行計(jì)算公式的推導(dǎo)兩種Π型匹配網(wǎng)絡(luò)(a)(b)L1R1C1C1R1L1C2R2R2C2將并聯(lián)回路R1C1與R2C2變換為串聯(lián)形式,由串、并聯(lián)阻抗轉(zhuǎn)換公式可得L1C1'R1'C2'R2'網(wǎng)絡(luò)匹配時(shí),R1'=R2'由諧振條件得:[例]有一個(gè)輸出功率為2W的高頻功率放大器、負(fù)載電阻RL=50Ω,EC=24V,f=50MHz,Q1=10,試求Π型匹配網(wǎng)絡(luò)的元件值。

解:L1R1C1R2=RLC2

R1應(yīng)該是功率放大器所要求的匹配電阻

Rp,即L1C1'R1'C2'R2'網(wǎng)絡(luò)匹配時(shí),R1'=R2'改寫(xiě)為:

解之得:

由諧振條件得:注意,考慮到晶體管的輸出電容Co后,C1應(yīng)減去Co之值,才是所需外加的調(diào)諧電容值。一般,當(dāng)L1確定之后,用C2主要調(diào)匹配,用C1主要調(diào)諧振。

實(shí)際還有其它各種形式的匹配網(wǎng)絡(luò)。分析方法都很類似,即從匹配與諧振兩個(gè)條件出發(fā),再加上一個(gè)假設(shè)條件(通常都是假定Q1值),即可求出電路元件的數(shù)值。

L1C1C2L2CARAr1IAMr'r1C1L1C1R'pL1IK介于放大器與天線回路之間的L1C1回路就叫做中介并聯(lián)諧振回路。RA、CA分別代表天線的幅射電阻與等效電容;

L2、C2為天線回路的調(diào)諧元件。它們的作用是使天線回路處于串聯(lián)諧振狀態(tài),以使天線回路的電流IA達(dá)到最大值,亦即使天線幅射功率達(dá)到最大。

從集電極向右方看去可以等效為一個(gè)并聯(lián)諧振回路,其中Rp為折合到晶體管輸出回路的等效負(fù)載。

3.并聯(lián)諧振回路型的匹配電路

RpRp當(dāng)天線回路調(diào)諧在串聯(lián)諧振狀態(tài)時(shí),它反映到L1C1中介回路的等效電阻為設(shè)初級(jí)回路的接入系數(shù)為p,則晶體管輸出回路的等效負(fù)載為:r'r1C1L1C1R'pL1IKRpL1C1C2L2CARAr1IAMRpL1C1中介回路的等效諧振阻抗為

QL為有載品質(zhì)因素,

改變互感系數(shù)M和接入系數(shù)p就可以在不影響回路調(diào)諧的情況下。調(diào)整晶體管的輸出回路的等效負(fù)載電阻Rp,以達(dá)到阻抗匹配的目的。

由于高頻功率放大器工作在非線性(丙類)工作時(shí),放大器的內(nèi)阻變動(dòng)劇烈:導(dǎo)通時(shí),內(nèi)阻很??;截止時(shí)內(nèi)阻近于無(wú)窮大。因此輸出電阻不是常數(shù)。所謂線性電路的阻抗匹配(負(fù)載阻抗與電源內(nèi)阻相等)概念也就失去了意義。

ηk:中介回路的傳輸效率。L1C1C2L2CARAr1IAMRp如果設(shè)

r'r1C1L1C1R'pL1IKRp要想回路的傳輸效率高,則空載Qo越大越好,有載QL越小越好,也就是說(shuō),中介回路本身的損耗越小越好

但從要求回路濾波作用良好來(lái)考慮,則QL值又應(yīng)該足夠大。從兼顧這兩方面出發(fā),QL值一般不應(yīng)小于10。在功率很大的放大器中,QL也有低到10以下的。

3.6.1寬帶高頻功率放大器

以LC諧振回路為輸出電路的功率放大器,由于其相對(duì)通頻帶B/fo只有百分之幾甚至千分之幾,所以又稱為窄帶高頻功率放大器。由于調(diào)諧系統(tǒng)復(fù)雜,窄帶功率放大器的運(yùn)用就受到了很大的限制。

3.6寬帶高頻功率放大器與功率合成電路近年來(lái)一種新穎的,能夠在很寬的波段內(nèi)實(shí)現(xiàn)不調(diào)諧工作的寬頻帶功率放大器得到了迅速的推廣。

寬帶功率放大器,實(shí)際上就是一種以非調(diào)諧單元作為輸出匹配電路的功率放大器。它是以頻率特性很寬的傳輸線變壓器,代替了電阻、電容或電感線圈作為其輸出電路

。

寬頻帶功率放大器沒(méi)有選頻作用。因此諧波的抑制成了一個(gè)重要的問(wèn)題。為此,放大管的工作狀態(tài)就只能選在非線性畸變比較小的甲類或甲乙類狀態(tài),效率較低,也就是說(shuō)寬頻帶放大器是以犧牲效率作為代價(jià)來(lái)?yè)Q取寬頻帶輸出的

1.普通變壓器不能在較寬頻內(nèi)工作的原因

3.6.1寬帶高頻功率放大器圖(b)中L、Ls1、r1是變壓器初級(jí)繞組的電感、漏感和損耗電阻;Ls2、r2

是折合到初級(jí)后,次級(jí)繞組的漏感和損耗電阻;C是變壓器各分布電容折合到初級(jí)后的總和;R‘L是折合到初級(jí)后的等效負(fù)載電阻。在高頻端由于初級(jí)繞組電感的感抗很強(qiáng),因此在高頻端等效電路中可以認(rèn)為電感L是開(kāi)路,如圖(c)。在低頻端,由于頻率較低,各漏感和損耗電阻很小,也可略去不計(jì),可以認(rèn)為電容C開(kāi)路,如圖(d);(a)原理電路(b)等效電路(c)高頻端等效電路(d)低頻端等效電路(e)頻率響應(yīng)曲線usRsRLuoRsRsRsusususr1Ls1LLs2r2CR'LrLsLCR'LR'Lfsfuo一般變壓器的等效電路可見(jiàn)工作頻率越低,電感L的旁路作用就越大,于是輸出電壓將隨著工作頻率的降低而下將。在高頻端負(fù)載R'L接在Ls和C組成的串聯(lián)諧振回路容抗元件的兩端,在串聯(lián)諧振頻率fs的附近,負(fù)載兩端的電壓急劇增加,并在fs上達(dá)到最大值。但是,偏離諧振頻率fs,電壓將急劇減小傳輸線變壓器是將兩根等長(zhǎng)的導(dǎo)線緊靠在一起,并繞在高導(dǎo)磁率低損耗的磁芯上構(gòu)成的。最高工作頻率可擴(kuò)展到幾百兆赫甚至上千兆赫。

傳輸線變壓器與普通變壓器在傳輸能量的方式上是不相同的,傳輸線變壓器負(fù)載兩端的電壓不是次級(jí)感應(yīng)電壓,而是傳輸線的終端電壓。兩根導(dǎo)線緊靠在一起,所以導(dǎo)線任意長(zhǎng)度處的線間電容很大,且在整個(gè)線上均勻分布。其次,兩根等長(zhǎng)導(dǎo)線同時(shí)繞在高μ磁芯上,所以導(dǎo)線上均勻分布的電感量也很大,這種電路通常又叫分布參數(shù)電路。

usususRLRLRLRsRsRs(a)結(jié)構(gòu)示意圖(c)普通變壓器的原理電路(b)原理電路圖u1u2u1u2u1u2在傳輸線變壓器中,線間的分布電容不影響高頻能量的傳輸,電磁波以電磁能交換的形式在導(dǎo)線間介質(zhì)中傳播的。

(1)1:1傳輸線變壓器

3.常用傳輸線變壓器分析

1:1傳輸線變壓器,又叫倒相變壓器。當(dāng)傳輸線無(wú)損時(shí),可以認(rèn)為u1=u2和i1=i2。usRLRsu1u2i2如果傳輸線的特性阻抗:

傳輸線輸出端的等效阻抗為:輸入端(1、3端)的等效阻抗為:為了實(shí)現(xiàn)傳輸線變壓器與負(fù)載的匹配,要求:

為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)源與傳輸線變壓器的匹配,要求:

1:1傳輸線變壓器,最佳匹配狀態(tài)應(yīng)該滿足:滿足最佳功率傳輸條件的傳輸線特性阻抗為:1:1傳輸線變壓器具有最大的功率輸出。但實(shí)際上,在各種放大電路中RL正好等于信號(hào)源內(nèi)阻的情況是很少的。因此,1:1傳輸線變壓器很少用作阻抗匹配元件,而更多的是用來(lái)作為倒相器,或進(jìn)行不平衡-平衡以及平衡-不平衡轉(zhuǎn)換。

usRsusususRsRsRLRLRLRLRsu1u1u2u2i2i1i1+i2(2)1:4和4:1傳輸線變壓器

1:4傳輸線變壓器是把負(fù)載阻抗降為1/4倍以便和信號(hào)源相匹配。在負(fù)載匹配的條件下,有u1=u2=u和,i1=i2=i

由于變壓器的1端與4端相連,輸入端1端與3端的電壓為u,負(fù)載RL上的電壓為u1+u2=2u,輸入端1的電流為i1+i2=2i,且u1u1u2u2i22ui1i1+i2+2u-i傳輸線變壓器的輸入阻抗為:傳輸線變壓器把負(fù)載RL變換為RL/4,實(shí)現(xiàn)了1:4的阻抗變換。

如果把輸入端和輸出端對(duì)調(diào)就成為4:1傳輸線變壓器。4:1傳輸線變壓器把負(fù)載阻抗升高4倍和信號(hào)源匹配,由電壓電流關(guān)系不難證明該變壓器具有4:1的阻抗變換作用。

i例4:有一諧振功率放大器,已知VCC=12V,回路諧振阻抗Re=130Ω,集電極效率η=74.5%,輸出功率P0=500mW。現(xiàn)在為了提高η,在保持VCC、Re、P0不變的條件下,將通角減小到60°,并使放大器工作到臨界狀態(tài)。(1)試分析放大器原來(lái)的工作狀態(tài)。

(2)計(jì)算η提高的百分比和φ=60°時(shí)的效率。

(3)試求集電極損耗功率PC減少了多少?解:(1)確定放大器原來(lái)的工作狀態(tài)。

當(dāng)通角減小時(shí),由于VCC、Re、P0(Vcm1)不變,因此集電極電壓利用系數(shù)ξ不變,VCEmin=VCC(1-ξ)也不變。同時(shí)由于IC1m=VCm/Re不變,因而θ減小時(shí),要求ICmax增加。根據(jù)題意,既然這時(shí)放大器工作在臨界狀態(tài),那么,原來(lái)必定工作在欠壓狀態(tài)。

(2)計(jì)算η提高的百分比和φ=60°時(shí)的效率η'。

首先計(jì)算欠壓狀態(tài)的集電極電流通角。由題意可知PC=500mw,Re=130Ω,VCC=12V,η=74.5%,則

查表可知上述g1(θC)時(shí)的通角θC=90°,還可查得θC=60°時(shí)g1(60°)=1.80。現(xiàn)在計(jì)算η提高的百分比即效率提高了15%。最后計(jì)算θc=60°時(shí)的效率η'(3)計(jì)算集電極損耗功率PC減小的數(shù)值。PD=VCCICO=12×55.86mW=670.32mW

PC=PD-P0=(670.32-500)mW=170.32mW

P'D=VCCI'CO=12×48.72mW

=584.67mW

P'C=P'D-P0=(584.67-500)mW

=84.67mW

則通角由90°減小到60°時(shí),集電極損耗減小值為

ΔPC=PC-P'C=170.32-84.67mW

=85.65mW(4)減小通角的措施。

設(shè)三極管導(dǎo)通電壓為VBZ,偏置電壓為VBB,基極激勵(lì)電壓的振幅為Vbm,根據(jù)關(guān)系式當(dāng)θc

=90°,VBB=VBE;當(dāng)減小θc又要求Icmax增大時(shí),則VBB必須向反向偏置方向增加,同時(shí),Vbm也必須增加。安全閥基本知識(shí)如果壓力容器(設(shè)備/管線等)壓力超過(guò)設(shè)計(jì)壓力…1.盡可能避免超壓現(xiàn)象堵塞(BLOCKED)火災(zāi)(FIRE)熱泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的發(fā)生?2.使用安全泄壓設(shè)施爆破片安全閥如何避免事故的發(fā)生?01安全閥的作用就是過(guò)壓保護(hù)!一切有過(guò)壓可能的設(shè)施都需要安全閥的保護(hù)!這里的壓力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!設(shè)定壓力(setpressure)安全閥起跳壓力背壓(backpressure)安全閥出口壓力超壓(overpressure)表示安全閥開(kāi)啟后至全開(kāi)期間入口積聚的壓力.幾個(gè)壓力概念彈簧式先導(dǎo)式重力板式先導(dǎo)+重力板典型應(yīng)用電站鍋爐典型應(yīng)用長(zhǎng)輸管線典型應(yīng)用罐區(qū)安全閥的主要類型02不同類型安全閥的優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高適用范圍廣價(jià)格經(jīng)濟(jì)對(duì)介質(zhì)不過(guò)分挑剔彈簧式安全閥的優(yōu)點(diǎn)預(yù)漏--由于閥座密封力隨介質(zhì)壓力的升高而降低,所以會(huì)有預(yù)漏現(xiàn)象--在未達(dá)到安全閥設(shè)定點(diǎn)前,就有少量介質(zhì)泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE彈簧式安全閥的缺點(diǎn)過(guò)大的入口壓力降會(huì)造成閥門(mén)的頻跳,縮短閥門(mén)使用壽命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle彈簧式安全閥的缺點(diǎn)彈簧式安全閥的缺點(diǎn)=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通產(chǎn)品平衡背壓能力差.在普通產(chǎn)品基礎(chǔ)上加裝波紋管,使其平衡背壓的能力有所增強(qiáng).能夠使閥芯內(nèi)件與高溫/腐蝕性介質(zhì)相隔離.平衡波紋管彈簧式安全閥的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)異的閥座密封性能,閥座密封力隨介質(zhì)操作壓力的升高而升高,可使系統(tǒng)在較高運(yùn)行壓力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先導(dǎo)式安全閥的優(yōu)點(diǎn)平衡背壓能力優(yōu)秀有突開(kāi)型/調(diào)節(jié)型兩種動(dòng)作特性可遠(yuǎn)傳取壓先導(dǎo)式安全閥的優(yōu)點(diǎn)對(duì)介質(zhì)比較挑剃,不適用于較臟/較粘稠的介質(zhì),此類介質(zhì)會(huì)堵塞引壓管及導(dǎo)閥內(nèi)腔.成本較高.先導(dǎo)式安全閥的缺點(diǎn)重力板式產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)目前低壓儲(chǔ)罐呼吸閥/緊急泄放閥的主力產(chǎn)品.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.價(jià)格經(jīng)濟(jì).重力板式產(chǎn)品的缺點(diǎn)不可現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)設(shè)定值.閥座密封性差,并有較嚴(yán)重的預(yù)漏.受背壓影響大.需要很高的超壓以達(dá)到全開(kāi).不適用于深冷/粘稠工況.幾個(gè)常用規(guī)范ASMEsectionI-動(dòng)力鍋爐(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低壓安全閥設(shè)計(jì)(LowpressurePRV)API520-火災(zāi)工況計(jì)算與選型(FireSizing)API526-閥門(mén)尺寸(ValveDimension)API527-閥座密封(SeatTightness)介質(zhì)狀態(tài)(氣/液/氣液雙相).氣態(tài)介質(zhì)的分子量&Cp/Cv值.液態(tài)介質(zhì)的比重/黏度.安全閥泄放量要求.設(shè)定壓力.背壓.泄放溫度安全閥不以連接尺寸作為選型報(bào)價(jià)依據(jù)!如何提供高質(zhì)量的詢價(jià)?彈簧安全閥的結(jié)構(gòu)彈簧安全閥起跳曲線彈簧安全閥結(jié)構(gòu)彈簧安全閥結(jié)構(gòu)導(dǎo)壓管活塞密封活塞導(dǎo)向不平衡移動(dòng)副(活塞)導(dǎo)管導(dǎo)閥彈性閥座P1P1P2先導(dǎo)式安全閥結(jié)構(gòu)先導(dǎo)式安全閥的工作原理頻跳安全閥的頻跳是一種閥門(mén)高頻反復(fù)開(kāi)啟關(guān)閉的現(xiàn)象。安全閥頻跳時(shí),一般來(lái)說(shuō)密封面只打開(kāi)其全啟高度的幾分只一或十幾分之一,然后迅速回座并再次起跳。頻跳時(shí),閥瓣和噴嘴的密封面不斷高頻撞擊會(huì)造成密封面的嚴(yán)重?fù)p傷。如果頻跳現(xiàn)象進(jìn)一步加劇還有可能造成閥體內(nèi)部其他部分甚至系統(tǒng)的損傷。安全閥工作不正常的因素頻跳后果1、導(dǎo)向平面由于反復(fù)高頻磨擦造成表面劃傷或局部材料疲勞實(shí)效。2、密封面由于高頻碰撞造成損傷。3、由于高頻振顫造成彈簧實(shí)效。4、由頻跳所帶來(lái)的閥門(mén)及管道振顫可能會(huì)破壞焊接材料和系統(tǒng)上其他設(shè)備。5、由于安全閥在頻跳時(shí)無(wú)法達(dá)到需要的排放量,系統(tǒng)壓力有可能繼續(xù)升壓并超過(guò)最大允許工作壓力。安全閥工作不正常的因素A、系統(tǒng)壓力在通過(guò)閥門(mén)與系統(tǒng)之間的連接管時(shí)壓力下降超過(guò)3%。當(dāng)閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),閥門(mén)入口處的壓力是相對(duì)穩(wěn)定的。閥門(mén)入口壓力與系統(tǒng)壓力相同。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到安全閥的起跳壓力時(shí),閥門(mén)迅速打開(kāi)并開(kāi)始泄壓。但是由于閥門(mén)與系統(tǒng)之間的連接管設(shè)計(jì)不當(dāng),造成連接管內(nèi)局部壓力下降過(guò)快超過(guò)3%,是閥門(mén)入口處壓力迅速下降到回座壓力而導(dǎo)致閥門(mén)關(guān)閉。因此安全閥開(kāi)啟后沒(méi)有達(dá)到完全排放,系統(tǒng)壓力仍然很高,所以閥門(mén)會(huì)再次起跳并重復(fù)上述過(guò)程,既發(fā)生頻跳。導(dǎo)致頻跳的原因?qū)е陆庸軌航蹈哂?%的原因1、閥門(mén)與系統(tǒng)間的連接管內(nèi)徑小于閥門(mén)入口管內(nèi)徑。2、存在嚴(yán)重的渦流現(xiàn)象。3、連接管過(guò)長(zhǎng)而且沒(méi)有作相應(yīng)的補(bǔ)償(使用內(nèi)徑較大的管道)。4、連接管過(guò)于復(fù)雜(拐彎過(guò)多甚至在該管上開(kāi)口用作它途。在一般情況下安全閥入口處不允許安裝其他閥門(mén)。)導(dǎo)致頻跳的原因B、閥門(mén)的調(diào)節(jié)環(huán)位置設(shè)置不當(dāng)。安全閥擁有噴嘴環(huán)和導(dǎo)向環(huán)。這兩個(gè)環(huán)的位置直接影響安全閥的起跳和回座過(guò)程。如果噴嘴環(huán)的位置過(guò)低或?qū)颦h(huán)的位置過(guò)高,則閥門(mén)起跳后介質(zhì)的作用力無(wú)法在閥瓣座和調(diào)節(jié)環(huán)所構(gòu)成的空間內(nèi)產(chǎn)生足夠的托舉力使閥門(mén)保持排放狀態(tài),從而導(dǎo)致閥門(mén)迅速回座。但是系統(tǒng)壓力仍然保持較高水平,因此回座后閥門(mén)會(huì)很快再次起跳。導(dǎo)致頻跳的原因C、安全閥的額定排量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需排量。

由于所選的安全閥的喉徑面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需,安全閥排放時(shí)過(guò)大的排量導(dǎo)致壓力容器內(nèi)局部壓力下降過(guò)快,而系統(tǒng)本身的超壓狀態(tài)沒(méi)有得到緩解,使安全閥不得不再次起跳頻跳的原因閥門(mén)拒跳:當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到安全閥的起跳壓力時(shí),閥門(mén)不起跳的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門(mén)整定壓力過(guò)高。2、閥門(mén)內(nèi)落入大量雜質(zhì)從而使閥辦座和導(dǎo)套間卡死或摩擦力過(guò)大。3、彈簧之間夾入雜物使彈簧無(wú)法被正常壓縮。4、閥門(mén)安裝不當(dāng),使閥門(mén)垂直度超過(guò)極限范圍(正負(fù)兩度)從而使閥桿組件在起跳過(guò)程中受阻。5、排氣管道沒(méi)有被可靠支撐或由于管道受熱膨脹移位從而對(duì)閥體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力,導(dǎo)致閥體內(nèi)機(jī)構(gòu)發(fā)生偏心而卡死。安全閥拒跳的原因閥門(mén)不回座或回座比過(guò)大:安全閥正常起跳后長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法回座,閥門(mén)保持排放狀態(tài)的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門(mén)上下調(diào)整環(huán)的位置設(shè)置不當(dāng)。2、排氣管道設(shè)計(jì)不當(dāng)造成排氣不暢,由于排氣管道過(guò)小、拐彎過(guò)多或被堵塞,使排放的蒸汽無(wú)法迅速排出而在排氣管和閥體內(nèi)積累,這時(shí)背壓會(huì)作用在閥門(mén)內(nèi)部機(jī)構(gòu)上并產(chǎn)生抑制閥門(mén)關(guān)閉的趨勢(shì)。3、閥門(mén)內(nèi)落入大量雜質(zhì)從而使閥瓣座和導(dǎo)套之間卡死后摩擦力過(guò)大。安全閥不回座或回座比過(guò)大的因素:4、彈簧之間夾入雜物從而使彈簧被正常壓縮后無(wú)法恢復(fù)。5、由于對(duì)閥門(mén)排放時(shí)的排放反力計(jì)算不足,從而在排放時(shí)閥體受力扭曲損壞內(nèi)部零件導(dǎo)致卡死。6、閥桿螺母(位于閥桿頂端)的定位銷脫落。在閥門(mén)排放時(shí)由于振動(dòng)使該螺母下滑使閥桿組件回落受阻。安全閥不回座或回座比過(guò)大的因素:7、由于彈簧壓緊螺栓的鎖緊螺母松脫,在閥門(mén)排放時(shí)由于振動(dòng)時(shí)彈簧壓緊螺栓松動(dòng)上滑導(dǎo)致閥門(mén)的設(shè)定起跳值不斷減小。

8、閥門(mén)安裝不當(dāng),使閥門(mén)垂直度超過(guò)極限范圍(正負(fù)兩度)從而使閥桿組件在回落過(guò)程中受阻。

9、閥門(mén)的密封面中有雜質(zhì),造成閥門(mén)無(wú)法正常關(guān)閉。

10、鎖緊螺母沒(méi)有鎖緊,由于管道震動(dòng)下環(huán)向上運(yùn)動(dòng),上平面高于密封面,閥門(mén)回座時(shí)無(wú)法密封安全閥不回座或回座比過(guò)大的因素:謝謝觀看癌基因與抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突變概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分類.癌基因產(chǎn)物的作用.癌基因激活的機(jī)理主要內(nèi)容疾病:

——是人體某一層面或各層面形態(tài)和功能(包括其物質(zhì)基礎(chǔ)——代謝)的異常,歸根結(jié)底是某些特定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能的變異,而這些蛋白質(zhì)又是細(xì)胞核中相應(yīng)基因借助細(xì)胞受體和細(xì)胞中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子接收信號(hào)后作出應(yīng)答(表達(dá))的產(chǎn)物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法規(guī)Whatisgene?基因:

—是遺傳信息的載體

—是一段特定的DNA序列(片段)

—是編碼RNA或蛋白質(zhì)的一段DNA片段

—是由編碼序列和調(diào)控序列組成的一段DNA片段基因主宰生物體的命運(yùn):微效基因的變異——生物體對(duì)生存環(huán)境的敏感度變化關(guān)鍵關(guān)鍵基因的變異——生物體疾病——死亡所以才有:“人類所有疾病均可視為基因病”之說(shuō)注:如果外傷如燒傷、骨折等也算疾病的話,外傷應(yīng)該無(wú)法歸入基因病的行列。Genopathy問(wèn):兩個(gè)不相干的人,如果他們患得同一疾病,致病基因是否相同?再問(wèn):同卵雙生的孿生兄弟,他們患病的機(jī)會(huì)是否一樣,命運(yùn)是否相同?┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替換DNA分子(復(fù)制)中發(fā)生堿基對(duì)的______、______

,而引起的

的改變。替換增添缺失基因結(jié)構(gòu)基因變異的概念:英語(yǔ)句子中的一個(gè)字母的改變,可能導(dǎo)致句子的意思發(fā)生怎樣的變化?可能導(dǎo)致句子的意思不變、變化不大或完全改變THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理:替換、增添、缺失堿基對(duì),可能會(huì)使性狀不變、變化不大或完全改變?;虻慕Y(jié)構(gòu)改變,一定會(huì)引起性狀的改變??原句:1.基因多態(tài)性與致病突變基因變異與疾病的關(guān)系2.單基因病、多基因病3.疾病易感基因

基因多態(tài)性polymorphism是指DNA序列在群體中的變異性(差異性)在人群中的發(fā)生概率>1%(SNP&CNP)<1%的變異概率叫做突變基因多態(tài)性特定的基因多態(tài)性與疾病相關(guān)時(shí),可用致病突變加以描述SNP:散在單個(gè)堿基的不同,單個(gè)堿基的缺失、插入和置換。

CNP:DNA片段拷貝數(shù)變異,包括缺失、插入和重復(fù)等。同義突變、錯(cuò)義突變、無(wú)義突變、移碼突變

致病突變生殖細(xì)胞基因突變將突變的遺傳信息傳給下一代(代代相傳),即遺傳性疾病。體細(xì)胞基因突變局部形成突變細(xì)胞群(腫瘤)。受精卵分裂基因突變的原因物理因素化學(xué)因素生物因素基因突變的原因(誘發(fā)因素)紫外線、輻射等堿基類似物5BU/疊氮胸苷等病毒和某些細(xì)菌等自發(fā)突變DNA復(fù)制過(guò)程中堿基配對(duì)出現(xiàn)誤差。UV使相鄰的胸腺嘧啶產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體,DNA復(fù)制時(shí)二聚體對(duì)應(yīng)鏈空缺,堿基隨機(jī)添補(bǔ)發(fā)生突變。胸腺嘧啶二聚體胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外線誘變物理誘變(physicalinduction)

5溴尿嘧啶(5BU)與T類似,多為酮式構(gòu)型。間期細(xì)胞用酮式5BU處理,5BU能插入DNA取代T與A配對(duì);插入DNA后異構(gòu)成烯醇式5BU與G配對(duì)。兩次DNA復(fù)制后,使A/T轉(zhuǎn)換成G/C,發(fā)生堿基轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生基因突變?;瘜W(xué)誘變(chemicalinduction)堿基類似物(baseanalogues)誘變AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)

(酮式)GGC1.生物變異的根本來(lái)源,為生物進(jìn)化提供了最初的原始材料,能使生物的性狀出現(xiàn)差別,以適應(yīng)不同的外界環(huán)境,是生物進(jìn)化的重要因素之一。2.致病突變是導(dǎo)致人類遺傳病的病變基礎(chǔ)?;蛲蛔兊囊饬x概述:腫瘤細(xì)胞惡性增殖特性(一)腫瘤細(xì)胞失去了生長(zhǎng)調(diào)節(jié)的反饋抑制正常細(xì)胞受損,一旦恢復(fù)原狀,細(xì)胞就會(huì)停止增殖,但是腫瘤細(xì)胞不受這一反饋機(jī)制抑制。(二)腫瘤細(xì)胞失去了細(xì)胞分裂的接觸抑制。正常細(xì)胞體外培養(yǎng),相鄰細(xì)胞相接觸,長(zhǎng)在一起,細(xì)胞就會(huì)停止增殖,而腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)滿培養(yǎng)皿后,細(xì)胞可以重疊起生長(zhǎng)。(三)腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出比正常細(xì)胞更低的營(yíng)養(yǎng)要求。(四)腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)有一種自分泌作用,自己分泌生長(zhǎng)需要的生長(zhǎng)因子和調(diào)控信號(hào),促進(jìn)自身的惡性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因組內(nèi)正常存在的基因,其編碼產(chǎn)物通常作為正調(diào)控信號(hào),促進(jìn)細(xì)胞的增殖和生長(zhǎng)。癌基因的突變或表達(dá)異常是細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化(癌變)的重要原因。——凡是能編碼生長(zhǎng)因子、生長(zhǎng)因子受體、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子以及與生長(zhǎng)有關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子等的基因。如何發(fā)現(xiàn)癌基因的呢?11910年,洛克菲勒研究院一個(gè)年輕的研究員Rous發(fā)現(xiàn),雞肉瘤細(xì)胞裂解物在通過(guò)除菌濾器以后,注射到正常雞體內(nèi),可以引起肉瘤,首次提出雞肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔徑細(xì)菌過(guò)不去但病毒可以通過(guò)從病毒癌基因到細(xì)胞原癌基因的研究歷程:Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年,Stewart和Eddy分離出一種病毒,注射到小鼠體內(nèi)可以引起肝臟、腎臟、乳腺、胸腺、腎上腺等多種組織器官的腫瘤,因而把這種病毒稱為多瘤病毒。50年代末、60年代初,癌病毒研究成了一個(gè)極具想像力的研究領(lǐng)域,主流科學(xué)家開(kāi)始進(jìn)入癌病毒研究領(lǐng)域polyomavirus這期間,Temin發(fā)現(xiàn)RSV有不同亞型,且引起細(xì)胞惡變程度不同,推測(cè)RNA病毒將其遺傳信息傳遞給了正常細(xì)胞的DNA。這與Crick提出的中心法則是相違背的讓事實(shí)屈從于理論還是堅(jiān)持基于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果?VSTemin發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶,1975年獲諾貝爾獎(jiǎng)TeminCrickTemin的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而巧妙:將合成DNA所需的“原料”,即A、T、C、G四種脫氧核苷酸,與破壞了外殼的RSV一起在體外40℃的條件下溫育一段時(shí)間結(jié)果在試管里獲得了一種新合成的大分子,它不能被RNA酶破壞,但卻可以被DNA酶所分解,證明這種新合成的大分子是DNA用RNA酶預(yù)先破壞RSV的RNA,再重復(fù)上述的試驗(yàn),則不能獲得這種大分子,說(shuō)明這個(gè)DNA大分子是以RSV的RNA為模板合成的1969年,一個(gè)日本學(xué)者里子水谷來(lái)到Temin的實(shí)驗(yàn)室,這是一個(gè)非常擅長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)的年輕科學(xué)家。按Temin的設(shè)想,他們開(kāi)始尋找RSV中存在“逆轉(zhuǎn)錄酶”的證據(jù)DNA

RNA

ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法規(guī)據(jù)說(shuō),1975年Temin因發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶而獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí),Bishop懊惱不已,因?yàn)樵缭?969年他就認(rèn)為T(mén)emin的RNADNA的“前病毒理論”有可能是正確的,并且也進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn),但不久由于資深同事的規(guī)勸而放棄了這方面的努力。但Bishop馬上意識(shí)到:逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)為逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌的研究提供了一條新途徑。一個(gè)RSV,三個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)!?。?989年,UCSF的Bishop和Varmus根據(jù)逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制機(jī)制發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞癌基因,并獲諾貝爾獎(jiǎng)。Cellularoncogene啟示:Perutz說(shuō):“科學(xué)創(chuàng)造如同藝術(shù)創(chuàng)造一樣,都不可能通過(guò)精心組織而產(chǎn)生”Bishop說(shuō):“許多人引以為豪的是一天工作16小時(shí),工作安排要以分秒計(jì)……可是工作狂是思考的大敵,而思考則是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵”P(pán)erutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科學(xué)的本質(zhì)和藝術(shù)一樣,都需要直覺(jué)和想像力請(qǐng)給自己一些思考的時(shí)間吧!癌基因的分類目前對(duì)癌基因尚無(wú)統(tǒng)一分類的方法,一般有下面3種分類方法:一、按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分(6)類(一)src癌基因家族(二)ras癌基因家族(三)sis癌基因家族(四)myc癌基因家族(五)myb癌基因家族(六)其它:如fos,erb-A等。三、按細(xì)胞增殖調(diào)控蛋白特性分成(4)類(一)生長(zhǎng)因子(二)受體類(三)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)換器(四)細(xì)胞核因子二、按產(chǎn)物功能分(8)類(一)生長(zhǎng)因子類(二)酪氨酸蛋白激酶(三)膜相關(guān)G蛋白(四)受體,無(wú)蛋白激酶活性(五)胞質(zhì)絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶(六)胞質(zhì)調(diào)控因子(七)核反式調(diào)控因子(八)其它:db1、bcl-2癌基因產(chǎn)物參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

胞外信號(hào)作用于膜表面受體→胞內(nèi)信使物質(zhì)的生成便意味著胞外信號(hào)跨膜傳遞的完成。胞內(nèi)信使至少有:cAMP(環(huán)磷酸腺苷)IP3(三磷酸肌醇)PG(前列腺素)cGMP(環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷)DG(二?;视停〤a2+(鈣離子)CAM(鈣調(diào)素)主要機(jī)制是通過(guò)蛋白激酶活化引起底物蛋白一連串磷酸化的生物信號(hào)反應(yīng)過(guò)程,跨膜機(jī)制涉及到:(一)質(zhì)膜上cAMP信使系統(tǒng)(二)質(zhì)膜上肌醇脂質(zhì)系統(tǒng)這兩個(gè)系統(tǒng)都是由受體鳥(niǎo)苷酸調(diào)節(jié)蛋白(GTP-regulatoryprotein,G蛋白)和效應(yīng)酶(腺苷酸環(huán)化酶磷脂酶等)組成,有相似的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程:即受體活化后引起GTP與不同G蛋白結(jié)合活化和抑制效應(yīng)酶從而影響胞內(nèi)信使產(chǎn)生而發(fā)生不同的調(diào)控效應(yīng)。(三)受體操縱的離子通道系統(tǒng)(四)受體酪氨酸蛋白激酶的轉(zhuǎn)導(dǎo)

(一)獲得性基因病

(acquiredgeneticdisease)例如:病毒感染激活原癌基因癌基因活化的機(jī)制

(二)染色體易位和重排使無(wú)活性的原癌基因轉(zhuǎn)位至強(qiáng)啟動(dòng)子或增強(qiáng)子附近而被活化。與基因脆性位點(diǎn)相關(guān)。(三)基因擴(kuò)增(四)點(diǎn)突變?nèi)?、癌基因的產(chǎn)物與功能(一)癌基因產(chǎn)物作用的一般特點(diǎn)1.目前發(fā)現(xiàn)c-onc均為結(jié)構(gòu)基因.2.癌基因產(chǎn)物可分布在膜質(zhì)核也可分泌至胞外.(二)癌基因產(chǎn)物分類1.細(xì)胞外生長(zhǎng)因子:TGF-b2.跨膜生長(zhǎng)因子受體:MAPK3.細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子:Gprotein/Ras4.核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子

(三)癌基因產(chǎn)物的協(xié)同作用實(shí)驗(yàn)證明,用ras或myc分別轉(zhuǎn)染細(xì)胞,可使細(xì)胞長(zhǎng)期增殖,但不能轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞,在裸鼠體內(nèi)也不能形成腫瘤。但用ras+myc同時(shí)轉(zhuǎn)染細(xì)胞,則使細(xì)胞轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞。說(shuō)明:致癌至少需要2種或以上的onc協(xié)同作用,2種onc在2條通路上發(fā)揮作用,由于細(xì)胞增殖調(diào)控是多因子,多階段影響的結(jié)果。而影響增殖分化的onc達(dá)幾十種之多,所以大多數(shù)人認(rèn)為:癌發(fā)生是多階段多步驟的。Whatistumorsuppressorgene?腫瘤抑制基因(抗癌基因、抑癌基因)——是調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生長(zhǎng)和增殖的基因。當(dāng)這些基因不能表達(dá),或其產(chǎn)物失去活性時(shí),細(xì)胞就會(huì)異常生長(zhǎng)和增殖,最終導(dǎo)致細(xì)胞癌變。反之,若導(dǎo)入或激活它則可抑制細(xì)胞的惡性表型?!┗蚺c抑癌基因相互制約,維持細(xì)胞增殖正負(fù)調(diào)節(jié)信號(hào)的相對(duì)穩(wěn)定。影響1歲的兒童“二次打擊”學(xué)說(shuō)兩個(gè)等位基因同時(shí)突變視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(Retinoblastoma)RB基因變異(13號(hào)染色體)

(1)脫磷酸化Rb蛋白(活性)與轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合,抑制基因的轉(zhuǎn)錄活性(2)磷酸化Rb蛋白(失活)與E2F解離,釋放E2F(3)E2F啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄(4)細(xì)胞進(jìn)入增生階段(G1S)因此,Rb蛋白在控制細(xì)胞生長(zhǎng)方面發(fā)揮重要作用一旦Rb基因突變可使細(xì)胞進(jìn)入過(guò)度增生狀態(tài)RB基因的功能等位基因(allele)例如:花顏色基因位于一對(duì)同源染色體的同一位置上、控制相對(duì)性狀的兩個(gè)的基因叫等位基因(allele)一對(duì)相同的等位基因稱純合等位基因

一對(duì)不同的等位基因稱雜合等位基因

顯性基因隱性基因完全顯性不完全顯性共顯性問(wèn):女性的兩條X染色體基因應(yīng)如何表達(dá)?拓展知識(shí):X染色體基因中,有65%完全處于“休眠”狀態(tài),20%僅在部分女性身上“休眠”,15%則完全逃離“休眠”狀態(tài)一旦其中一條X染色體被損壞,還可以由另一條X染色體來(lái)糾正男性卻只有一條X染色體,一旦它遭到破壞,男性就會(huì)患上血友病、色盲以及肌肉萎縮癥等各種遺傳病以前人們一直認(rèn)為,在女性的兩條X染色體中,有一條染色體是完全不起作用或是處于“休眠”狀態(tài)的在Y染色體中,目前仍在“工作”的基因只剩下不到100個(gè)X染色體中“工作”的基因>1000個(gè)有一個(gè)這樣的故事:20年前一次意外事故,三個(gè)工人遭受鈷60(Co60)放射性核素的照射結(jié)果:一名工人不久死亡一名工人幾年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就診你知道醫(yī)生在為病人檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)了什么嗎?鎖骨骨折肋骨串珠樣X(jué)光片發(fā)現(xiàn)廣泛性骨質(zhì)缺損骨髓檢查——漿細(xì)胞比例為30%左右(正常為0.6-1.3%)(多發(fā)性骨髓瘤)因此,多基因病涉及遺傳因素和環(huán)境因素物理因素化學(xué)因素生物因素自發(fā)因素2.多基因病(polygenicdisease):性狀或疾病的遺傳方式取決于兩個(gè)以上微效基因的累加作用,同時(shí)還受環(huán)境因素的影響,因此這類性狀也稱為復(fù)雜性狀或復(fù)雜疾?。╟omplexdisease)也叫:“復(fù)雜性狀疾病”近視(myopia)高血壓(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂癥(schizophrenia)哮喘(asthma)腫瘤或癌

(tumororcancer)多基因病的遺傳要點(diǎn)數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)是兩對(duì)以上基因。這些基因之間沒(méi)有顯,隱性的區(qū)別,而是共顯性。每個(gè)基因?qū)Ρ硇偷挠绊懞苄?稱為微效基因。微效基因具有累加效應(yīng),即一個(gè)基因?qū)Ρ硇妥饔煤苄?但若干個(gè)基因共同作用,可對(duì)表型產(chǎn)生明顯影響。不僅遺傳因素起作用,環(huán)境因素具有明顯作用。例如:結(jié)腸癌(Coloncancer)相關(guān)基因:NGX6,SOX7,ITGB1,HSPA9B,MAPK8,PAG,

RANGAP1,SRC和CDC2等。相關(guān)信號(hào)通路:ras/MEK/ERK,JNK,Rb/E2F,PI3K/AKT及受體相互作用相關(guān)通路,免疫反應(yīng)相關(guān)通路以及細(xì)胞黏附相關(guān)通路等。①早期原發(fā)癌生長(zhǎng)②腫瘤血管形成③腫瘤細(xì)胞脫落并侵入基質(zhì)④進(jìn)入

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