高频第四章时变参量电路

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4 非线性电路、时变参量电路和变频器,4.2,非线性元件的特性,4.3,非线性电路分析法,4.4,线性时变参量电路分析法,4.5,变频器的工作原理,4.1,概述,4.7,二极管混频器,4.8,差分对模拟乘法器混频电路,4.9,混频器中的干扰,4.10,外部干扰,4.6,晶体管混频器,4.1 概述,无线电元件,线性元件,时变参量元件,非线性元件,：元件参数与通过元件的电流或施于其上的电压无关。,（电阻、电容、空气心电感）,：元件参数与通过元件的电流或施于其上的电压有关。,（二极管、三极管、带磁心电感）,：元件参数按照一定规律随时间变化。,4.1 概述,图5.1.1,串联电路,线性电路时,描述线性电路、时变参量电路和非线性电路的方程式分别是常系数线性微分方程、变系数线性微分方程和非线性微分方程。,4.1 概述,在无线电工程技术中，较多的场合并不用解非线性微分方程的方法来分析非线性电路，而是采用工程上适用的一些近似分析方法。这些方法大致分为图解法和解析法两类。所谓图解法，就是根据非线性元件的特性曲线和输入信号波形，通过作图直接求出电路中的电流和电压波形。所谓解析法，就是借助于非线性元件特性曲线的数学表示式列出电路方程，从而解得电路中的电流和电压。,4.2 非线性元件的特性,4.2.1,非线性元件的工作特性,4.2.2,非线性元件的频率变换作用,4.2.3,非线性电路不满足叠加原理,4.2.1 非线性元件的工作特性,线性电阻的伏安,特性曲线,半导体二极管的伏安,特性曲线,与线性电阻不同，非线性电阻的伏安特性曲线不是直线。,隧道二极管的伏安特性,4.2.2 非线性元件的频率变换作用,图 5.2.4 线性电阻上的电压,与电流波形,图 5.2.5 正弦电压作用于二极管,产生非正弦周期电流,输出电流与输入电压相比，波形不同，周期相同。可知，电流中包含电压中没有的频率成分。,设非线性电阻的伏安特性曲线具有抛物线形状：,在元件上加上两个信号：,令：,三角等式变换可得：,“非线性”具有,频率变换,作用。,i,+,-,+,-,R,4.2.3 非线性电路不满足叠加原理,叠加原理是分析线性电路的重要基础。,根据叠加原理，任何复杂的输入信号均可以首先分解为若干个基本信号（例如正弦信号），然后求出电路对每个基本信号单独作用时的响应，最后，将这些响应叠加起来，即可得到总的响应。,非线性电路不满足叠加原理,4.3非线性电路分析方法,幂级数分析法：（用幂级数表示非线性元件的特性曲线）,设非线性元件的特性为：,将函数展开成幂级数：（i=f(v)的各阶导数存在）,在静态工作点Vo附近展开成幂级数：,0,n,最高次数为3的多项式的频谱结构图,折线分析法,：,折线的数学表达式：,4.4线性时变参量电路分析法：,时变跨导电路分析：,忽略晶体管内部反馈作用，集电极电流和集极电压的函数关系为：,当两个信号同时作用于一个非线性元件时，其中一个幅度很小处于线性工作状态；另一个为大信号工作状态时，可使这一非线性元件等效为线性时变系统。,4.4.2 模拟乘法器电路分析,4.4.3 CMOS四象限模拟乘法器,4.4.4 开关函数分析法：,4.5变频器的工作原理：,4.6晶体管混频器,4.7二极管混频器,4.7.1 二极管平衡混频器,二极管环形混频器,4.8差分对模拟乘法器,4.9混频器中的干扰,：组合频率干扰（干扰哨声）和副波道干扰,：交叉调制,：互相调制,：阻塞现象和互相混频,：克服干扰的措施,