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  • 对电压稳态静态的分析方法及影响电压稳定性的部分因素进行了论述,通过对有载调压变压器的调整对电压稳定性影响的概述,说明造成系统不稳定的主要因素是系统不能满足无功功率的需求。
  • 在固定偏置放大电路中,温度升高,Ub也减小,为什么不能保证静态工作点的稳定性? 首先说一下PN结的电流方程I=Is×(e^(U/Ut)-1)。其中U为PN结两端电压;Is是反向饱和电流,它随温度的升高而升高;Ut是电压温...

    在固定偏置放大电路中,温度升高,Ub也减小,为什么不能保证静态工作点的稳定性?
    在这里插入图片描述
    首先说一下PN结的电流方程I=Is×(e^(U/Ut)-1)。其中U为PN结两端电压;Is是反向饱和电流,它随温度的升高而升高;Ut是温度电压当量,相比于反向饱和电流的影响,它可以忽略不计。这里对发射结进行分析。
    当温度升高后,放大系数β增大,I(CBO)增大,Is增大。他们都会导致I(b)增加。现在我们把过程看成一步一步发生的,这样好分析。
    一方面:I(b)变大→I(c)变大→IcRe变大即电阻Re两端电压变大
    另一方面:I(b)变大→IbRb变大即电阻Rb两端电压变大(咱们这里把各个进程单独拿出来分析了,至于最后变大变小不确定,这里只是针对此时Ib变大,必然导致此刻Rb电阻两端电压变大)
    我们先把进程卡在这里,从上面的分析,温度升高时,固定偏置放大电路的U(be)下降的比分压式偏置放大电路下降的还要多,进而减小I(c)的升高效果更好!!!
    这个结论肯定是错误的,问题出在,上面的进程还没结束,还不是稳定状态。我们还是把进程分开看。
    先说U(Rb)变大→U(be)变小,根据电流方程,I(b)变小,这样又会导致U(Rb)变小,最终达到稳态,重点来了,Rb阻值大(一般固定偏置放大电路的偏置电阻Rb较大,这样可以保证工作点稳定性),I(b)只要减小一点点,IbRb立马增大很多,然后等电压平衡时的结果就是,I(b)自始至终只减少了一点点点!!!
    再说U(Re)变大→U(be)变小,根据电流方程,I(b)变小。但是跟上面分析的差不多,不管怎么着,只要I(b)减小,U(Rb)=IbRb就会变大,而且增大的要多得多,然后电路马上就可以达到平衡了。
    总的说下来,固定偏置放大电路中,虽然U(be)减小,从而使I(b)减小了,但风头都被Re电阻抢走了,最终减小的其实不多。这也是为什么要用分压式偏置放大电路固定V(b)电位的原因。

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  • 电源技术飞速发展的今天,高性能、低功耗、高稳定性电源管理方案成为各类便携式电子产品设计的必要考虑因素。本文根据低压差线性稳压器的工作原理,构建了LDO整体架构、并制定了芯片的各项设计指标,最终设计了一种...
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    顾家慧

    京东商城JAVA开发工程师。开源爱好者,对常用开源框架,热爱技术,有丰富的大型分布式系统、高并发、高可用系统的开发经验。

    本文记录是京东双11前夕一次线上系统问题,从问题这方面入手,引发的对系统稳定性因素的思考及总结。“千里之堤毁于蚁穴“,如何发现系统中”蚁穴“是我们系统开发者不断追求的目标。

    夜幕降临

    方法异常线上报警,定位日志,空指针异常,查询数据库结果为空,定位此业务线查询从库,数据库正常,查询结果正常,初步确定是主从延迟。问题在几秒钟恢复,影响次数个位数,接下来几个月数次出现此问题,直到双11备战第一天延迟更加严重了。

    长夜慢慢

    定位主从同步延迟问题了,查看从库的机器情况及慢日志。从库执行大量的删除某表记录操作,性能非常差。在看其执行语句,发现没有索引,在看下主库这张表上有这个索引。这种情况下为什么出现主从延迟高呢?在这里简单介绍下mysql主从同步原理。

    mysql主从复制需要三个线程,master(binlog dump thread)、slave(I/O thread 、SQL thread)。

    master

    (1)binlog dump线程:当主库中有数据更新时,那么主库就会根据按照设置的binlog格式,将此次更新的事件类型写入到主库的binlog文件中,此时主库会创建log dump线程通知slave有数据更新,当I/O线程请求日志内容时,会将此时的binlog名称和当前更新的位置同时传给slave的I/O线程。

    slave

    (2)I/O线程:该线程会连接到master,向log dump线程请求一份指定binlog文件位置的副本,并将请求回来的binlog存到本地的relay log中,relay log和binlog日志一样也是记录了数据更新的事件,它也是按照递增后缀名的方式,产生多个relay log( hostname-relay-bin.000001)文件,slave会使用一个index文件( hostname-relay-bin.index)来追踪当前正在使用的relay log文件。

    (3)SQL线程:该线程检测到relay log有更新后,会读取并在本地做redo操作,将发生在主库的事件在本地重新执行一遍,来保证主从数据同步。此外,如果一个relay log文件中的全部事件都执行完毕,那么SQL线程会自动将该relay log 文件删除掉。

    下面是整个复制过程的原理图:

    (图片引用网络)

    结合以上的mysql主从同步原理,我们线上这次问题原因已经出来了,其实慢SQL只是我们原因的表象,更加深层次的原因是从库 SQL thread顺序执行Relay log的事件。执行任意事件性能不好的话都会给我们在来主从的高延迟。

    黎明曙光

    从库建立索引,降低主从延迟性,对线上业务影响无感知。

    我们系统架构情况如下:

    为了减少数据库主库的压力,每条业务线都有自己从库,目前我们数据库的情况是1主8从。如果说主从延迟非常高的话最明显的影响就是我们每条业务线的读延迟,依赖读的业务都会有问题。

    主从延迟是影响我们系统稳定性的因素之一。如何降低主从延迟减少其对我们系统的影响?业界内减少主从延迟方案有多种下面简单介绍几种:

    • 服务的基础架构在业务和mysql之间加入memcache或者Redis的cache层。降低mysql的读压力;

    • 使用比主库更好的硬件设备作为slave;

    • sync_binlog在slave端设置为0;

    • –logs-slave-updates 从服务器从主服务器接收到的更新不记入它的二进制日志;

    • 禁用slave的binlog。

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    2.4 大电路静态工作点的稳定

    2.4.1 静态工作点稳定的必要性

    之前我们的讨论,说明的静态工作点存在的必要性,那么在这里我们还需要它具有稳定性才可以。只有静态工作点稳定,我们才可以得到我们想要的放大电流或电压。

    2.4.2 典型的静态工作点稳定电路

    还记得之前学过的耦合电路嘛?
    首先我们看一下之前的直接耦合电路
    在这里插入图片描述
    在这里,我们将考虑到他的稳定性。
    还记得我们之前学的二极管的曲线吗?
    在这里插入图片描述
    温度是影响PN结的主要因素。随着温度升高,电流放大系数β也会随着改变。所以,为了使我们可以获得稳定的不失真的放大电路,我们需要对之前的电路进行改进!

    2.4.2改进思路与典型的静态工作点稳定电路

    一、直接耦合电路

    我们先理一下思路,当温度升高由于β变大,则Ic升高了,而这个时候,我们需要有一个可以将Ic变小的方法。
    那么我们拓展思考一下,Ic变大的话,那么IE也会同样变大。我们如果想要使Ic变小最简单的方式莫过于使IB变小。那么我们该如何控制IB变小呢?
    我们回忆一下三极管的输入特性曲线:
    在这里插入图片描述

    是的,如果我们降低UBE,那么IB自然就变小,那么我们就已经抓住了这个重点了。
    如何减小UBE呢?
    我们知道UBE = UB - UE 。我们知道,UB的电势是由输入控制的,基本不变,那我们可以做的就是抬高UE的电势了。
    原本我们的电势直接接地,所以电势为0,想要提高有什么办法呢?比如说我们加入一个电阻呢?
    完全正确的思路:
    于是我们得到了书本中给的第一个电路:
    在这里插入图片描述
    是不是没想到仅仅一个电阻却能起到这么多的作用?
    于是我们将之前的思路整理,可得一条回路:
    在这里插入图片描述
    那么之前是直接耦合的电路,针对阻容耦合我们又该怎么办呢?

    二、阻容耦合电路

    先回顾一下阻容耦合:
    在这里插入图片描述
    阻容耦合最大的特点是通交隔直。而在这里我们也希望得到的电路对于交流电不会有干扰;
    没错,那么我只需要再加一个电容就可以了!
    在这里插入图片描述
    但是书上比我们的想象还要多了一个Rb1,这是为什么呢?
    我们看一下他的直流通路:
    在这里插入图片描述根据KCL我们可以知道:在这里插入图片描述
    为了稳定Q点,通常使参数的选取满足在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    这样,基极电位几乎仅决定于Rb1与Rb2对Vcc的分压,而与环境温度无关,即当温度变化时UBQ基本不变。

    所以教科书不愧是教科书,比我们要多想了很多。

    三、静态工作点的估算:

    这里我们之前分析的也差不多了,书上介绍也很详细,所以直接贴书了。
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    四、动态参数的估算

    这里的知识点牵扯到上节我们所介绍的放大电路的分析:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    2.4.3 稳定静态工作点的实施:

    在这里我们运用温度敏感的原件,针对温度的变化通过自身的电气属性的变化,来维持电路的正常工作。具体措施书上也提供了两种:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

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  • 静态工作点的稳定

    千次阅读 2020-05-27 17:14:28
    温度对于静态工作点的影响 1.组成放大电路最核心的部分就是晶体管了,而且晶体管是由两个PN结组成。在之前记载过的有关三极管的文章中我们说过:当温度升高的时候,射极发出的自由电子一定会增多。这导致的结果就是...

    一.温度对于静态工作点的影响

    1.组成放大电路最核心的部分就是晶体管了,而且晶体管是由两个PN结组成。在之前记载过的有关三极管的文章中我们说过:当温度升高的时候,射极发出的自由电子一定会增多。这导致的结果就是Ib、Ic、β、穿透电流Iceq都会升高。因此在放大电路的输出特性曲线上,静态工作点一定会向上发生移动。温度一升高很容易就进入了饱和区。如下图所示:
    在这里插入图片描述
    2.我们想要的就是即使晶体管工作的环境温度升高,依然想让其静态工作点保持在Q点。所谓的Q点稳定,指的就是Icq和Uceq在温度变化的时候基本保持不变,这完全要依靠Ibq的变化得来。

    二.静态工作点稳定的典型电路

    在这里插入图片描述
    1.上图是两种不同类型的基本静态工作点稳定电路,根据直流通路的求解方法,可以得知两个电路的直流通路是相同的。如下所示:
    在这里插入图片描述
    找到此电路的目的只有一个:就是当温度升高,Ic增大的时候,Q点为什么会向着它相反的方向进行变化。
    2.稳定原理:
    为了稳定静态工作点,我们常常需要I1>>Ib,也就是I1≈I2,这样设置的目的就是为了当温度变化的时候我们可以认为Ubq这一点的电位是基本不变的。
    在这里插入图片描述
    在上述Ieq的式子中,如果保证Ubeq受温度影响很小的话,那么Ieq就可以认为是基本不变的了。我们可以假定,Ubeq的值是一个不受温度影响的值Ube与受温度影响的值△Ube的和。如果Ubeq-Ube>>△Ube,这样Ubeq就是趋近于稳定。
    3.电阻Re的作用
    **当温度升高的时候,Icq增大,Ueq也增加,但是Ubq基本保持不变,这样Ube之间的电压就会降低,导致Ib减小,因此Ic也会减小。它的实质是反馈,通过将输出引回到输入进而来影响输入。**Re称为直流负反馈电阻。
    4.典型工作点稳定电路的静态分析
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    5.动态分析
    在这里插入图片描述
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    当没有旁路电容Ce的时候,这个时候交流等效电路如下图所示:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    两种情况下进行对比可以得出,旁路电容Ce加与不加,对于放大倍数影响非常的大。

    三.稳定静态工作点的方法

    1.引入直流负反馈,上边的典型工作电路就是这样的例子。
    2.温度补偿:利用对温度敏感的元件,在温度变化的时候直接去影响输入。
    在这里插入图片描述
    如果温度升高,Rb1的分压变小,那样Ib也就会随之减小,这样也可以达到稳定静态工作点的方法。我们可以用一个负温度系数的热敏电阻去取代Rb1,或者用正温度系数的热敏电阻去取代Rb2。

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空空如也

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影响静态稳定性的因素