电子线路非线性部分.ppt

0 1引言 0 2非线性器件的基本特点 0 3 本课程的特点 0 4 思考题及参考答案 绪论 绪论一 课时安排 2学时二 授课方式 课堂教学三 重点难点1 非线性格电子线路的课程研究对象2 无线电发送设备的组成与原理3 无线电接收设备的组成与原理4 非线性器件的基本特点关于课程的说明 一 教学内容及要求要求学生了解非线性电子线路课程的研究对象 掌握非线性器件的基本特点 掌握无线电发送接收设备的组成与原理 二 教学方法 首先 回顾线性电子线路的特点 分析方法 研究对象 从而引出非线性电子线路的研究对象 特点 强调二者的区别 然后重点介绍无线电的发送接收设备的组成及原理 最后对本课程的分析 讨论范围加以说明 给出思考题 0 1引言 线性电子线路概述一 非线性电子线路的定义 应用电子器件的非线性来完成非线性未完成的各种功能 如振荡 频率变换等 的电路统称为非线性电子线路 二 通信系统及分类a 通信 communication 一切将信息从发送者传送到接收者的过程 b 通信系统实现信息传送过程的系统 c 分类 有线通信系统 利用导线传送信息 无线通信系统 利用电磁波传送信息 光纤通信系统 利用光导纤维传送信息 三 术语1 无线系统的组成方框图 图0 1 12 术语 换能器 将发送者提供的信息变换为电信号 发射机 将电信号变换为足够强度的高频振荡 发射天线 将高频电振荡变换为电磁波 向传输媒质辐射 3 电磁波的传输方式图0 1 2 中 长波 沿地面传播 短波 靠电离层传播 超短波 沿空间直线传播 30MHz 表0 1无线电波的频 波 划分 4 载波调制方式 什么叫调制 由携有信息的电信号去控制高频振荡信号的某一参数 使该信号按照电信号的规律而变化的一种处理方式 调制信号 携有信息的电信号 载波信号 未调制的高频振荡信号 已调波 经过调制后的振荡信号 振幅调制 调幅 受控的参数是高频信号的振幅 相应的已调波信号称为调幅波信号 频率调制 相位调制 受控的参数是高频振荡的频率 相位 统称为调角 调频波 调相波 统称为调角波 解调 是调制的逆过程 是将已调波信号变换为携有信息的电信号 数字调制 调制信号为数字信号 三 采用调幅方式的中波广播发射机组成方框图 1 振荡器 产生高频振荡信号 2 高频放大器 包括倍频器 多级调谐放大器 包括倍频器 放大振荡信号 并倍频到载波频率且提供足够的载波频率 3 调制信号放大器 低频放大器 前几级为低频小信号放大器 用来放大微音器 话筒 变换来的电信号 后几级为功放 用来提供足够功率的调制信号 4 振幅调制器 实现调制功能将输入的载波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号 然后加到发射天线上去 四 调幅方式的无线电广播接收机组成方框图1 高频放大器 小信号谐振放大器 放大天线上感生的有用信号 抑制天线上感生的干扰信号 2 混频器 将高频已调波 不失真的变换为中频已调波不失真地变换为中频已调波 为接收机的中频 或 为本振信号 3 本机振荡器 产生或的高频信号 注 由于为定值 而可变 所以也应可调且必须使它正确跟踪 我国采用中频465kHz 4 中频放大器 放大固定中频调幅信号 5 振幅检波器 实现解调 将中频调幅信号变换成反映传送信息的调制信号 6 低频放大器 由小信号放大及功率放大器组成 放大调制信号 问扬声器提供所需的推动功率 0 2非线性器件的基本特点一 线性器件特性的参数1 直流电导 静态电流 p7图0 2 1定义 伏安特性曲线上任一点与原点之间连线 OQ 的斜率 0 2 1 注 是 或 的非线性函数 2 交流电导 增量电导 微变量电导 g 定义 伏安特性曲线上任一点上的斜率或近似为该点上增量电流与增量电压之比 0 2 2 g是3 平均电导 定义 当器件两端加上余弦电压时 器件电流由于非线性所致为非线性函数 其傅立叶展开式为 0 2 3 则平均电导就是基波电流振幅与外加电压振幅的比值 注 是 或 和的非线性函数 结论 非线性器件的参数适应用场合的不同而定 直流电导 直流分析 时变增量电导 频率变换电路 平均电导 功率放大及振荡电路 二 非线性器件特性的控制变量 分析非线性器件响应特性时 必须注明它的控制变量 控制变量不同 描述非线性器件的函数也不同 例如1 二极管 指数函数 对数函数 2 隧道二极管为压控器件 直流电导 交流电导g可正可负 这是非线性器件与线性器件的又一区别 三 不满足叠加原理设非线性器件的特性为 则当时 例 0 2 5 小结 分析非线性电子线路的性能时 必须根据实际工作情况选用不同参数 非线性器件的描述与控制变量有关 并且可能出现负值参数 非线性器件分析不满足叠加原理 0 3 本课程的特点1 求解电路时需解非线性方程 工程估算法 2 不仅要了解具体功能电路的工作原理 更重要的是掌握各种功能之间的内在联系 3 学习本课程必须高度重视实验环节 坚持理论联系实际 并且随着科学技术的发展 特别是集成电路的飞速发展 要不断补充 更新教学内容 0 4 思考题及参考答案1 为什么在无线电通信中要使用 载波 发射 其作用是什么 答 由于需要传送的信息转变成电信号以后 其占有的频率成分基本上是低频范围 将这些低频范围的电信号直接发射出去 有两个不可克服的缺点 一是无选择性 相互干扰 不能实现多路通信 二是电信号频率低无线天线尺寸太大 为此采用对载波进行调制的发送方式就能较好地解决这两个缺点 选用高频载波作为运载信息的信号 由于频率高 天线尺寸小 另外 不同的电台 采用不同的载波 就很容易实现多路通信 2 无线电通信中为什么要采用 调制 与 解调 各自的作用是什么 答 调制 是发射机的主要功能 所谓调制是将所需传送的基带信号加载到载波信号上去 以调幅波 调相波或调频波的形式通过天线辐射出去 解调 是接收机的重要功能 所谓解调是将接收到的已调波的原调制信号取出来 例如从调幅波的振幅变化中取出原调制信号 从调相波的瞬时相位变化中取出原调制信号 从调频波的瞬时频率变化中取出原调制信号