笫4章非线性电路及其分析方法3

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1、幂级数分析法、折线分析法幂级数分析法、折线分析法三、非线性电路的应用举例三、非线性电路的应用举例C类谐振功率放大器类谐振功率放大器D类和类和E类功率放大器类功率放大器倍频器倍频器跨导线性回路与模拟相乘器跨导线性回路与模拟相乘器四、时变参量电路与变频器四、时变参量电路与变频器1、参变电路与常用参变电路类型、参变电路与常用参变电路类型2、时变参量线性电路、时变参量线性电路3、变频电路、变频电路4、变频干扰、变频干扰 定义：若电路中仅有一个参量受外加信号的控制而按一定规律定义：若电路中仅有一个参量受外加信号的控制而按一定规律变化时，称这种电路为参变电路，外加信号为控制信号。变化时，称这种电路为参变电

2、路，外加信号为控制信号。igtt000)(1tvig 跨导跨导 g 虽不是正弦形信号，虽不是正弦形信号，但是一个周期性信号。但是一个周期性信号。 外加信号是正弦形信号外加信号是正弦形信号。)(1tv 分类（由引起参量变化的原因分类）：分类（由引起参量变化的原因分类）： 一类是人们有意识地构成的参变电路，例如，后面将要一类是人们有意识地构成的参变电路，例如，后面将要讨论的变频电路、调幅电路、直接调频振荡器电路等讨论的变频电路、调幅电路、直接调频振荡器电路等。 一类是不受人们控制的参变电路。例如：作为移动通信一类是不受人们控制的参变电路。例如：作为移动通信信道的自由空间，它的延时、衰减等参量不能控

3、制。信道的自由空间，它的延时、衰减等参量不能控制。 常用参变电路：电阻性和电容性参变电路。常用参变电路：电阻性和电容性参变电路。（1）电阻性参变电路）电阻性参变电路电阻性参变电路的参量选择为电阻性参变电路的参量选择为i-v曲线的微分斜率，常用跨导曲线的微分斜率，常用跨导 表示。例如：变频电路表示。例如：变频电路。mg（2）电容性参变电路）电容性参变电路电容性参变电路的参量选择为微分电容，即电容性参变电路的参量选择为微分电容，即Q-V曲线的微曲线的微分斜率。例如，变容二极管的微分电容随加于变容管两端电分斜率。例如，变容二极管的微分电容随加于变容管两端电压的变化曲线。用于直接调频振荡器电路。压的变

4、化曲线。用于直接调频振荡器电路。 时变参量线性电路的正常工作状态具有两个输入信号，时变参量线性电路的正常工作状态具有两个输入信号，一个是控制信号，通常为强信号一个是控制信号，通常为强信号 ；一个是被处；一个是被处理信号，通常是弱信号理信号，通常是弱信号 。 对被处理信号对被处理信号 来说，在控制信号为某一瞬时值时，来说，在控制信号为某一瞬时值时，电路所呈现的微分斜率可以认为是常数，电路所呈现的微分斜率可以认为是常数，在这种情况下，参变电路对于参变电路对于 可以看成是一个参量变化的线性电路可以看成是一个参量变化的线性电路。)(1tv 模拟乘法器电路也可看作是时变参量电路的一种。模拟乘法器电路也可

5、看作是时变参量电路的一种。则则 可视为可视为 的时变电压的时变电压放大倍数。放大倍数。 Kyv)(tvc)(1tv 对控制信号对控制信号 来说，可以看成是一个参量变化的电路。来说，可以看成是一个参量变化的电路。)(tvc)(tvcyyxovkvkvv 与与 同时作用同时作用于电路示于电路示意图意图)(1tv)(tvc（p232）v)(tvi0BV)(tvc)(1tv021（1）变频电路的工作原理）变频电路的工作原理 变频是将两个不同信号加到非线性器变频是将两个不同信号加到非线性器件上进行频率变换，件上进行频率变换，取出其差频或和取出其差频或和频频 中频。中频。是超外差式接收机的重要组成部分。是

6、超外差式接收机的重要组成部分。频域上：变频电路是频域上：变频电路是实现信号频谱线性实现信号频谱线性变换的一种电路变换的一种电路，它完成频谱在频率轴上的搬移，它完成频谱在频率轴上的搬移。只变载频不改变已调信号的频谱结构。只变载频不改变已调信号的频谱结构。 作为时变参量线性电路，在工作时，除输入信号外，还应作为时变参量线性电路，在工作时，除输入信号外，还应有一控制信号有一控制信号。在变频电路中，输入信号通常为一已调信在变频电路中，输入信号通常为一已调信号。控制信号通常为一单频正弦信号，在接收机中，习惯号。控制信号通常为一单频正弦信号，在接收机中，习惯将控制信号称为本地振荡信号或简称本振信号，频率为

7、将控制信号称为本地振荡信号或简称本振信号，频率为 。 变频电路有两类：一类是电路中自身产生控制信号；一变频电路有两类：一类是电路中自身产生控制信号；一类需由外部输入控制信号。通常称前者为变频器，后者为类需由外部输入控制信号。通常称前者为变频器，后者为混频器。混频器。(mixer) 变频变频2112Lf通常，通常，将输出频率将输出频率 高于高于 的变频器称为上变频器，的变频器称为上变频器，反之，称为下变频器。一般，接收机采用下变频，发射反之，称为下变频器。一般，接收机采用下变频，发射机采用上变频。机采用上变频。LcILcIffffffcfLfIfIfcf（2）变频电路的）变频电路的变频增益：变频

8、增益：变频增益是指变频器的输出信号功率变频增益是指变频器的输出信号功率 和和输入信号功率输入信号功率 之比。之比。常用分贝表示，即：常用分贝表示，即：oPiP)(lg10dBPPGioP 噪声系数噪声系数：率比输出端中频信号噪声功率比输入端高频信号噪声功ooiinNSNSF/由于接收机整机噪声系数主要取决于前级电路的噪声性由于接收机整机噪声系数主要取决于前级电路的噪声性能，特别是能，特别是在没有高频放大器的情况下在没有高频放大器的情况下，变频电路的噪变频电路的噪声系数对整机影响较大。声系数对整机影响较大。 工作稳定性：工作稳定性：是指控制信号（本振信号）频率稳定度。是指控制信号（本振信号）频率

9、稳定度。线性范围：线性范围：u1dB压缩电平压缩电平：比线性增长低于比线性增长低于1dB时所对应的输出中频功时所对应的输出中频功 率电平（用率电平（用dBm表示）。表示）。（2）变频电路的）变频电路的（2）变频电路的）变频电路的n隔离度：隔离度：指指混频器各端口之间的隔离。定义为本端口功混频器各端口之间的隔离。定义为本端口功率与其窜通到另一端口的功率之比，用率与其窜通到另一端口的功率之比，用dB表示。表示。接收机中本振端口向输入信号端口的窜通危害最大。本振接收机中本振端口向输入信号端口的窜通危害最大。本振信号会通过输入信号回路加到天线上，产生本振功率的反信号会通过输入信号回路加到天线上，产生本

10、振功率的反向辐射，严重干扰邻近接收机。向辐射，严重干扰邻近接收机。n变频失真：变频失真：加在加在变频电路的输入端除有用信号外，还变频电路的输入端除有用信号外，还同时存在许多干扰信号，由于非线性，变频电路输出电同时存在许多干扰信号，由于非线性，变频电路输出电流中有众多组合频率分量，除了有用的中频外，还有某流中有众多组合频率分量，除了有用的中频外，还有某些组合频率分量的频率十分接近中频，输出中频滤波器些组合频率分量的频率十分接近中频，输出中频滤波器无法滤除它们。这些寄生分量叠加在有用中频上，引起无法滤除它们。这些寄生分量叠加在有用中频上，引起失真，该失真通称为变频失真。后面将详细分析。失真，该失真

11、通称为变频失真。后面将详细分析。 三极管混频器三极管混频器 下图所示是常用三极管混频器的几种基本形式。下图所示是常用三极管混频器的几种基本形式。电路的共电路的共同特点是利用三极管转移特性的非线性实现频率变换的。同特点是利用三极管转移特性的非线性实现频率变换的。cv1vifcv1vifcv1vifcv1vif(a)(b)(c)(d)线性线性，三极，三极管变频器可以看成是一个参量变化的线性电路管变频器可以看成是一个参量变化的线性电路。在时变在时变mg 变频跨导示意图变频跨导示意图igtt000)(1tvig)(1tv 一般情况下，虽然本振电压一般情况下，虽然本振电压 为正弦电压，但受其控制为正弦电