[理學(xué)]第五章頻譜的線性搬移電路(已修改)
2024-10-31 01:03 本頁面
【正文】 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 1 第 5章 頻譜的線性搬移電路 非線性電路的分析方法 (重點(diǎn) ) 二極管電路 (重點(diǎn) ) 差分對(duì)電路 (結(jié)果重要 ,數(shù)學(xué)推導(dǎo)略 ) 其它頻譜線性搬移電路 (結(jié)果重要 ) 作業(yè)： 51， 52， 53， 55 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 2 應(yīng)用 : 振幅調(diào)制與解調(diào)，頻率調(diào)制與解調(diào)、相位調(diào)制與解調(diào)、混頻。 分類： 線性搬移： 從頻域上看，在搬移的過程中，輸入信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，即搬移前后各頻率分量的比例關(guān)系不變，只在頻域上簡(jiǎn)單的搬移。 非線性搬移： 從頻域上看，在搬移的過程中，輸入信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，不是只在頻域上簡(jiǎn)單的搬移。 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 3 0f( a )0ffc0f( b )0ffc圖 5―1 頻譜搬移電路 （ a）頻譜的線性搬移 。（ b）頻譜的非線性搬移 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 4 要產(chǎn)生新頻率成分 ——必須用非線性電路 ——必須用非線性元器件 ——二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等。 非線性電路中，線性電路的齊次性、疊加性原理不再滿足。 方法： 非線性器件的伏安特性用冪級(jí)數(shù)、超越函數(shù)和多段折線函數(shù)近似表示分析法；一定條件下，非線性電路等效為線性時(shí)變電路分析法。 非線性電路的分析方法 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 5 非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開分析法 非線性器件的伏安特性 ， 可用下面的非線性函數(shù)來表示 ： 式中 ， u為加在非線性器件上的電壓 。 一般情況下 , u＝ EQ+u1+u2， 其中 EQ為靜態(tài)工作點(diǎn) ， u1和 u2為兩個(gè)輸入電壓 。 用泰勒級(jí)數(shù)將式 （ 5― 1） 展開 ， 可得 ()i f u? (5― 1) 20 1 1 2 2 1 2 1 2120( ) ( ) ( )()nnnnni a a u u a u u a u ua u u??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? (5― 2) 非線性電路的分析方法 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 6 式中 ， an（ n=0,1,2,…） 為各次方項(xiàng)的系數(shù) ， 由下式確定 ： 1 2 1 2012001 ( ) 1()!!()Qnnn u E Qnnn m n m mnmnm n m mnnmmd f ua f En d u nu u C u ui a C u u???????????????(5― 3) (5― 4) (5― 5) 故 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 7 先來分析一種最簡(jiǎn)單的情況 。 令 u2=0， 即只有一個(gè)輸入信號(hào) ， 且令 u1＝ U1cosω1t， 代入式 （ 5― 2） ， 有 1 1 10012/201( 1)210c o s1[ c o s( 2 ) ]2c o s1c o s( 2 )2nnnnnnmknnnknnknnki a u a U n tC C n k xxC n k x???????????????????? ??? ???????(5― 6) (5― 7) n為奇數(shù) n為偶數(shù) 110c o snnni b U n t???? ?(5― 8) 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 8 圖 5― 2 非線性電路完成頻譜的搬移 頻率成份： ω 2ω 3ω 4ω1…n ω1 做基頻、二倍頻、三倍頻 … 希望任意頻率成分有，即實(shí)現(xiàn)頻譜在頻域上的任意搬移，兩個(gè)輸入，一個(gè)輸出，六端 (三口 )網(wǎng)絡(luò)。 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 9 若作用在非線性器件上的兩個(gè)電壓均為余弦信號(hào) ，即 u1＝ U1cosω1t， u2＝ U2cosω2t， 利用式 （ 5― 7） 和三角函數(shù)的積化和差公式 (5― 9) (5― 10) P+q稱組合分量的階數(shù)。 實(shí)際中：利用 iv特性的平方項(xiàng)， ω1177。 ω2選頻出。乘積，實(shí)現(xiàn)頻率加減，或利用相乘特性的電路，例：模擬乘法器實(shí)現(xiàn)。 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 10 做 線性 搬移電路，從 三個(gè)方面考慮 ： （ 1）從非線性器件的特性考慮。選用具有 平方律特性 的場(chǎng)效應(yīng)作非線性器件。 （ 2）從電路考慮。 平衡電路 ，抵消一部分不要的頻率成份。 （ 3）從輸入信號(hào)的大小考慮。 u u2幅度小 時(shí)，高階項(xiàng)舍去。 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 11 線性時(shí)變電路分析法 若 EQ+u2u1， EQ+u2作時(shí)變的工作點(diǎn) ， 某一瞬時(shí) ， 對(duì)式（ 5― 1） 在 EQ+u2上對(duì) u1用泰勒級(jí)數(shù)展開 ， 有 (5― 11) 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 12 與式 （ 5― 5） 相對(duì)應(yīng) ， 有 (5― 12) 若 u1足夠小 ， 可以忽略式 （ 5― 11） 中 u1的二次方及 其以上各次方項(xiàng) ， 則該式化簡(jiǎn)為 (5― 13) 高頻電路原理與分析 第 5章 頻譜的線性搬移電路 13 考慮 u1和
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