读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开，然后逐级抓住关键做多元化的分析弄通原理。放大电路有它本身的特点：一是有静态和动态两种工作状态，所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能做多元化的分析;二是电路往往加有负反馈，这种反馈有时在本级内，有时是从后级反馈到前级，所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来做全面综合。

  图1（a）是共发射极放大电路。C1是输入电容，C2是输出电容，三极管VT就是起放大作用的器件，RB是基极偏置电阻，RC是集电极负载电阻。1、3端是输入，2、3端是输出。3端是公共点，通常是接地的，也称“地”端。静态时的直流通路见图1（b），动态时交流通路见图1（c）。电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多，输出电压的相位和输入电压是相反的，性能不够稳定，可用于一般场合。

  图2比图1多用3个元件。基极电压是由RB1和RB2分压取得的，所以称为分压偏置。发射极中增加电阻RE和电容CE，CE称交流旁路电容，对交流是短路的;RE则有直流负反馈作用。所谓反馈是指把输出的变化通过某种方式送到输入端，作为输入的一部分。如果送回部分和原来的输入部分是相减的，就是负反馈。图中基极线上电压和RE上电压的差值，所以是负反馈。由于采取了上面两个措施，使电路工作稳定性能提高，是应用最广的放大电路。

  一个放大器通常有好几级，级与级之间的联系就称为耦合。放大器的级间耦合方式有三种：①RC耦合，见图4（a）。优点是简单、成本低。但性能不是最佳。②变压器耦合，见图4（b）。优点是阻抗匹配好、输出功率和效率高，但变压器制作挺麻烦。③直接耦合，见图4（c）。优点是频带宽，可作直流放大器使用，但前后级工作有牵制，稳定性差，设计制作较麻烦。

  图6是常用的乙类推挽功率放大电路。它由两个特性相同的晶体管组成对称电路，在没有输入信号时，每个管子都处于截止状态，静态电流几乎是零，只有在有信号输入时管子才导通，这种状态称为乙类工作状态。当输入信号是正弦波时，正半周时VT1导通VT2截止，负半周时VT2导通VT1截止。两个管子交替出现的电流在输出变压器中合成，使负载上得到纯正的正弦波。这种两管交替工作的形式叫做推挽电路。

  这个电路使用两个特性相同的晶体管，两组偏置电阻和发射极电阻的阻值也相同。在静态时，VT1、VT2流过的电流很小，电容C上充有对地为12Ec的直流电压。在有输入信号时，正半周时VT1导通，VT2截止，集电极电流ic1方向如图所示，负载RL上得到放大了的正半周输出信号。负半周时VT1截止，VT2导通，集电极电流ic2的方向如图所示，RL上得到放大了的负半周输出信号。这个电路的关键元件是电容器C，它上面的电压就等于VT2的供电电压。

  直流放大器不能用RC耦合或变压器耦合，只能用直接耦合方式。图8是一个两级直耦放大器。直耦方式会带来前后级工作点的相互牵制，电路中在VT2的发射极加电阻RE以提高后级发射极电位来解决前后级的牵制。直流放大器的另一个更重要的问题是零漂。所谓零漂是指放大器在没有输入信号时，由于工作点不稳定引起静态电位缓慢地变化，这种变化被逐级放大，使输出端产生虚假信号。放大器级数越多，零漂越严重。所以这种双管直耦放大器只能用于要求不高的场合。

  解决零漂的办法是采用差分放大器，图9是应用较广的射极耦合差分放大器。它使用双电源，其中VT1和VT2的特性相同，两组电阻数值也相同，RE有负反馈作用。实际上这是一个桥形电路，两个RC和两个管子是四个桥臂，输出电压V0从电桥的对角线上取出。没有输入信号时，因为RC1=RC2和两管特性相同，所以电桥是平衡的，输出是零。由于是接成桥形，零点漂移也很小。

  集成运算放大器是一种把多级直流放大器做在一个集成片上，只要在外部接少量元件就能完成各种功能的器件。因为它早期是用在模拟计算机中做加法器、乘法器用的，所以叫做运算放大器。它有十多个引脚，一般都用有3个端子的三角形符号表示，如图10。它有两个输入端、1个输出端，上面那个输入端叫做反相输入端，用“—”作标记;下面的叫同相输入端，用“+”作标记。

  放大电路是电子电路中变化较多和较复杂的电路。在拿到一张放大电路图时，首先要把它逐级分解开，然后一级一级分析弄懂它的原理，最后再全面综合。读图时要注意：①在逐级分析时要区分开主要元器件和辅助元器件。放大器中使用的辅助元器件很多，如偏置电路中的温度补偿元件，稳压稳流元器件，防止自激振荡的防振元件、去耦元件，保护电路中的保护元件等。②在分析中最主要和困难的是反馈的分析，要能找出反馈通路，判断反馈的极性和类型，特别是多级放大器，往往以后级将负反馈加到前级，因此更要细致分析。③一般低频放大器常用RC耦合方式;高频放大器则常常是和LC调谐电路有关的，或是用单调谐或是用双调谐电路，而且电路里使用的电容器容量一般也比较小。④注意晶体管和电源的极性，放大器中常常使用双电源，这是放大电路的特殊性。

  图14是一个助听器电路，其实就是一个4级低频放大器。VT1、VT2之间和VT3、VT4之间采取直接耦合方式，VT2和VT3之间则用RC耦合。为了改善音质，VT1和VT3的本级有并联电压负反馈（R2和R7）。由于使用高阻抗的耳机，所以能把耳机直接接在VT4的集电极回路内。R6、C2是去耦电路，C6是电源滤波电容。

  ：目前在中、高压气体绝缘输配电设备中大量使用的SF6是一种极强的温室气体。为实现“2030年碳达峰,2060年碳中和”的减排目标,推进输配电装备制造业清洁低碳转型和绿色发展,开发环保型气体绝缘介质及设备以逐步减少SF6的使用已成为研究热点。近年来,全氟异丁腈（C4F7N）及其混合气体凭借优良的绝缘及环保性能被广泛关注,被认为是极具潜力的SF6替代气体。

  该系列文章综述了近五年来国内外有关环保绝缘气体C4F7N的主要研究成果。本文综述Ⅰ首先介绍了常见环保绝缘气体基础参数;其次对C4F7N混合气体的绝缘和灭弧特性研究进展进行了总结;最后介绍了C4F7N的电、热分解机理及分解特性,并展望了未来针对绝缘性能及电、热分解特性的研究趋势。

  ：近年来,HFO-1234ze(E)被电力行业研究者们视为一种具有较大潜力应用于中低压电气设备中的新型环保气体,但是对该分子的分解过程及化学反应速率还缺乏研究。该文首先基于密度泛函理论（DFT）计算了HFO-1234ze(E)的基本性质、气体分子断键和成键的规律、反应的焓值变化和化学反应速率,推断出可能的分解及其复合路径,并对分解产物的频率特性做多元化的分析;最后通过工频击穿放电试验,采用气相色谱质谱联用仪（GC-MS）对分解产物进行定性分析。

  研究发现HFO-1234ze(E)分子的初步解离途径主要为C=C双键、C-H以及C-F单键;自由基F产生的路径较多,且相应的焓值变化较低,在分解过程中占主导地位;通过化学反应速率的计算,发现C-H键反应较为易发生,验证了C-H键具有较高的化学反应活性且反应中存在大量自由基H;对分解产物的频率特性分析发现,除顺式C3H2F4以外均具有稳定的结构,同时试验分解产生的CF4、C2F6和C3F6等产物,与仿真结果基本相一致,验证了仿真计算结果。

  ：环保型绝缘气体CF3I会在局部放电下发生分解并生成C2F6、I2、C2F5I、C2F4和CH3I等产物。为此,该文基于密度泛函（OFT）理论,构建和优化了Pt掺杂（8, 0）单壁碳纳米管（Pt-SWCNT）及两种典型CF3I局部放电分解产物C2F6和CH3I的分子模型。在此基础上,计算和分析了C2F6和CH3I气体在Pt-SWCNT上的吸附距离、吸附能量、电荷转移量、态密度和前沿分子轨道等吸附特性。

  研究发现：Pt-SWCNT和C2F6分子间的吸附能及电荷转移量均很小,并且吸附前后的态密度和能隙变化并不明显,表明Pt-SWCNT并不适用于检测C2F6气体。而Pt-SWCNT和CH3I分子之间有着较强的相互作用,并且该吸附以化学吸附为主,吸附CH3I后的能隙显著减小,表明Pt-SWCNT对CH3I气体具备比较好的气敏特性。这为环保型气体CF3I在气体绝缘设备中的监测提供理论依据。

  ：环保C4F7N/CO2混合气体是目前最具潜力的SF6替代介质。为研究C4F7N/CO2混合气体绝缘特性及其与典型断口结构下电场的匹配关系,该文结合72.5kV开关产品隔离断口、同轴电极两种结构可以进行了样机设计,通过实验研究了雷电冲击电压下,不同充气压力、不同断口开距等对气体绝缘性能的影响,通过仿真计算获得了不同断口结构、不同断口开距下的电场强度分布变化。

  实验与仿真根据结果得出,隔离断口结构及同轴电极结构下,表压0.4MPa的20%C4F7N+80%CO2混合气体、表压0.5MPa的16.7%C4F7N+83.3%CO2混合气体,绝缘强度均可达到同等气压下纯SF6气体的80%以上。在隔离断口结构下,开距8mm、246kV施加电压（0.4MPa下50%击穿电压）,计算断口间的最高电场强度为38.3kV/mm;在同轴电极结构下,间隙10mm、228.5kV施加电压（0.4MPa下50%击穿电压）,计算同轴间隙间的最高电场强度为26.8kV/mm。为达到表压0.4MPa、开距6mm下纯SF6气体的绝缘水平,C4F7N/CO2混合气体的压力可增大至0.5MPa或断口距离增大至约8mm。

  ：当前,电力物联网作为电力行业向能源互联网发展革新的过渡形态,在监控、管理等方向面临着新时代数字化变革。现有数据传输方案应对变革乏力,急需引入先进的数据传输方案作为数字化先导,引领并完善电力物联网的建设。第五代移动通信技术（5G）因具有带宽、时延、传输速率等性能指标上的优势,受到了各行各业青睐,在未来也被希望能与电力物联网深层次地融合,应对发展挑战。

  为此,该文以电力物联网数据传输方案为研究对象,首先阐述了电力物联网建设完善过程中数据传输的重要性,通过梳理电力物联网构架,分析了其中的数据传输网络,将数据传输方案应用场景划分为采集、控制和电力业务信息传递三大类;然后,以此为据,梳理、讨论了现有数据传输方案在电网中的应用现状,并结合当下数字化变革分析了电力物联网对数据传输方案的新需求;随后,从5G技术特征出发,分析了5G技术在电力物联网中的适用性,并对其在电力物联网中的研究现在的状况进行了概述;最后,指出5G技术在电力物联网中应用将会面临的挑战,并展望了电力物联网数据传输方案将承载多元化的海量信息和以一体化通信架构发展的趋势,以期为电力物联网的深入研究和实践提供参考。

  ：针对现有绝缘子故障检测模型受航拍图像中复杂背景干扰导致准确率低的问题,提出一种基于协同深度学习的二阶段绝缘子故障检测的新方法。该方法将全卷积网络（FCN）与YOLOv3目标检测算法相协同,第一阶段,利用FCN算法对航拍图像预处理,设计跳跃结构融合浅层图像特征与深层语义特征,构建8倍上采样的绝缘子分割模型,结合图像像素逻辑运算,实现绝缘子目标的初步分割,避免背景区域对绝缘子故障检验测试的干扰。

  在此基础上,第二阶段构建YOLOv3模型进行绝缘子故障检验测试,以深度神经网络Darknet-53作为特征提取器,借鉴特征金字塔思想,在三个尺度的输出张量上对绝缘子故障进行标记和类别预测,保证模型对不一样的尺寸的绝缘子故障准确检测。利用K-means++聚类算法优化YOLOv3的锚点框参数（Anchor Boxes）,逐步提升检测精度。

  ：电磁式电压互感器（PT）作为电力系统中已大规模应用的电压感知设备,在低频电磁暂态电压激励下也许会出现铁心饱和,引起二次响应电压波形畸变、测量误差激增。通过求解PT的“低频过电压激励-响应”逆问题,由PT二次响应电压计算得到其一次激励电压。该文基于电磁对偶原理建立计及铁心深度饱和特性的PT正向电路模型及其参数提取方法,进而构建其逆向数学模型,提出PT“低频过电压激励-响应”逆问题的求解方法。

  针对10kV真型PT的低频暂态仿真与试验数据来进行“低频过电压激励-响应”逆问题求解方法的验证,根据结果得出：提出的逆向求解方法可将PT的低频电磁暂态测量误差从65.6%降低至10%,解决了其在低频暂态电压激励下的测量失真难题。

  首先通过集合经验模态分解（EEMD）对初始信号进行分解,并选择正真适合的分量对信号进行重构,去除变压器自身及外界环境的干扰;接着通过SDP获得重构后的振动信号的SDP图像,并在每类故障中选择部分图像,利用聚类模板提取共同特征获得该类故障下的典型故障模板;最后通过比较未知故障信号的SDP图像与各类典型故障模板SDP图像的相似度实现最佳匹配,完成变压器机械故障的诊断。

  进一步,结合仿真算例讨论该算法的实现流程与计算精度,并与常见的维纳滤波法和模拟电荷法的计算结果作对比;通过引入偏差系数定量分析不同算法对目标信号的复原能力与对噪声信号的抗干扰的能力。最后,综合表面电位测量实验与粉尘图法验证算法的有效性。

  ：早期微裂纹的检测是结构失效分析的关键,该文利用电磁超声Lamb波混频检测的方法,考虑微裂纹界面呼吸作用的特点,以弹簧模型为基础并考虑微裂纹界面的迟滞效应和阻尼力,建立含有微裂纹的三维Lamb波混频非线性检测模型,模拟混频超声波作用下微裂纹的波动状况,分析混频超声波与微裂纹界面发生的非线性作用,研究微裂纹长度与深度的变化对混频调制效果的影响。最后搭建电磁超声混频非线性检测系统,根据差频非线性系数与和频非线性系数对微裂纹长度变化敏感性的不同定义了综合系数因子,量化分析微裂纹的长度。

  通过实验数据得到了综合系数因子与微裂纹长度之间的关系,并对微裂纹长度进行了预测。实验根据结果得出,利用综合系数因子可以对微裂纹长度进行相对有效的预测。

  ：近年来,电场耦合无线电能传输（EC-WPT）技术快速地发展,在传输功率和传输距离上有了数量级的提升。该文总结了国内外相关文献中关于EC-WPT技术的概念,简要介绍了EC-WPT系统的基本工作原理,论述了EC-WPT技术在系统建模、电场耦合机构、高频功率变换器、谐振网络、操控方法、电能与信号并行传输方面有指导价值的理论研究成果,分析了EC-WPT技术在消费电子、植入式医疗设施、工业制造、电动汽车、水下设备领域的应用,重点围绕单电容无线电能传输、跨越金属传能、电场耦合机构损耗模型、磁场耦合与电场耦合混合型WPT系统、安全问题五个方面阐述和讨论了EC-WPT技术未来需要我们来关注的研究方向。

  ：由于桥梁结构的特殊性,随桥电缆的接地方式成为决定跨海输电系统安全可靠的主要的因素。该文考虑架空敷设环境的影响,推导了随桥电缆系统的单位长度串联阻抗矩阵和并联导纳矩阵;引入矩阵的非解耦形式,对节点导纳矩阵的计算进行简化;推导同阶和不同阶节点导纳矩阵的级联公式,构建随桥电缆系统稳态计算的矩阵解法。利用该矩阵解法对舟岱大桥220kV随桥电缆工程开展了接地方式研究。

  研究根据结果得出：金属护套和回流电缆的感应电压幅值最高能够达到87.15V;金属护套和回流电缆的环流幅值最高能够达到79.57A。环流造成的总损耗功率达到360.34kW。在电缆交叉互联接头处串联阻抗可以轻松又有效减小损耗,阻抗相角为60°时降损效果最优。所做工作为随桥电缆系统的接地方式研究提供了新的计算方式和工程应用参考。

  ：该文提出一种基于正交磁耦合机构的无线充电系统,采用原边功率控制策略实现中大型多旋翼无人机静态无线充电。原边采用双极性发射线圈,接收端采用空心线圈且垂直放置于发射线圈中线位置,从而形成磁场正交耦合。进行有限元仿真,测试分析耦合机构的耦合能力及容错位性能,优化发射线圈结构进而压缩磁场的空间分布,减小对云台设备的电磁影响。

  采用串-串（SS）补偿网络,接收端整流后直接充电,获得逆变桥移相角与充电电流、电压的关系,采用原边功率闭环控制实现对无人机精确的恒流/恒压闭环充电。搭建实验样机,根据结果得出系统可有效传输500W充电功率,效率为90.86%,可实现10A恒流/50V恒压闭环充电控制;接收端重130g,可便捷安装于无人机。

  ：探测变电站接地网网格结构一般都会采用向接地网注入电流,寻找地表磁感应强度峰值的方法。针对该方法难以识别弱峰值和易受异常数据干扰,提出了一种基于形态滤波的方法。通过构建复合滤波器对磁场数据来进行边界提取,直接获得接地网拓扑结构。基于感应磁场的分布规律分析,建立了用于描述地表磁场的空间分析函数;进而使用形态学中腐蚀和膨胀方法对磁场数据滤波,以消除随机噪声和异常数据;最后依据网格连通性特征,基于形态学分水岭算法准确提取接地网拓扑。

  仿真和实验根据结果得出,形态滤波方法能有效识别磁场数据微弱处的接地网结构,而且能有效地应对工程现场的噪声和干扰,具有非常好的鲁棒性。

  该文从充电过程中提取能够表征电池性能退化的间接健康因子,并利用Pearson和Spearman相关性分析法分析与容量之间的相关性;构建一种基于间接健康因子的改进蚁狮优化算法（IALO）支持向量回归（SVR）预测方法,实现在线准确预测锂离子电池RUL。利用NASA电池数据集对IALO-SVR办法来进行验证,对比分析反向传播（BP）和SVR方法,实验结果表明,所构建的IALO-SVR方法能够更加准确地预测锂离子电池RUL。

  针对变温度预测时IHF提取问题,在充放电阶段自适应地提取电压、时间曲线中的健康特征（HF）,采用随机数法获取最优的区间。针对容量再生问题,以有理二次协为核函数建立SOH预测的高斯过程回归（GPR）模型,并引用共轭梯度算法优化GPR模型。最后,以方均根误差（RMSE）和平均绝对百分比误差（MAPE）两项评价指标对所提出的框架在电池数据集上设计了单电池、多电池实验做验证。

  ：该文建立了无刷双馈发电机（BDFIG）考虑饱和效应的动态模型,详细分析了有功功率与无功功率分配,提出考虑饱和效应的功率模型预测控制策略。基于无刷双馈发电机的饱和特性进行励磁电感估算,实时修正每周期输入至控制器的电感参数,实现了功率的精确控制,保证控制侧电流的正弦度和较低的开关频率。通过对功率模型预测控制管理系统的仿真及实验研究,明确了影响饱和效应的运行因素,最后通过实验验证了所提控制策略的有效性。

  首先,该文提出一种新型动子三面墙聚磁式结构的横向磁通永磁直线电机,并介绍其工作原理;其次,以推力密度、推力波动、功率因数为优化目标,对该电机的优化变量进行灵敏度分析,选取灵敏度值显著的优化变量构建基于Box-Behnken法的响应面模型;再次,采用粒子群优化算法求解该响应面模型并生成一组帕累托解集,从而得到该电机的最优结构参数;最后,基于三维有限元法对所优化电机的定位力、电磁力等电磁性能进行计算与分析,并验证基于响应面模型和粒子群算法的多目标优化设计方法的有效性。

  同时对传统模态分析法的参与因子指标进行改进,首次将一种新的状态-模态指标推广应用到交直流系统中,将临界模态表示为交、直流系统状态的加权和,以评估系统各个状态对临界模态形成的贡献,进而制定相应措施以改善交直流系统的电压稳定性。相比于传统参与因子指标,状态-模态指标还能够考虑有功功率对电压稳定性的影响,从而进一步量化换流站的控制功率改变以及换流站在交流系统连接位置改变时所产生的影响。最后,通过对一个改进IEEE 57节点的交直流系统来进行测试与分析,证明该文所提方法及指标的有效性与可行性。

  ：针对考虑源荷双侧不确定性的多能源系统,提出一种基于广义储能的不确定优化调度策略。首先,提出考虑热电联供的能源集线器架构,对各电力及热力能源进行建模。针对常规电池储能和储热罐,采用能量状态模型进行统一描述;同时针对虚拟储能,分别采取了正态云模型和自回归滑动平均时间序列模型对电、热柔性负荷进行建模,并分析广义储能资源的调节特性。在此基础上,引入可调节鲁棒方法,建立以运行成本最低为目标的多能源系统不确定优化调度模型。

  针对该模型中电源出力及负荷响应的不确定性,采用对偶理论及拉格朗日变换,将含风电及光伏发现出力不确定量的约束转换为确定性的约束;同时利用正态云发生器及场景削减技术获得典型场景,采用Matlab/YALMIP工具箱对模型进行求解。算例结果验证了所提策略的可行性及有效性。