第6章頻譜線(xiàn)性搬移電路

第6章頻譜線(xiàn)性搬移電路的分析方法

一、概述1、常用的無(wú)線(xiàn)電元件1、線(xiàn)性元件2、非線(xiàn)性元件3、時(shí)變參量元件2、電子線(xiàn)路1、線(xiàn)性電子線(xiàn)路2、非線(xiàn)性電子線(xiàn)路3、時(shí)變參量電路3、電子線(xiàn)路的分析方法a、微分方程法線(xiàn)性電子線(xiàn)路——常系數(shù)微分方程非線(xiàn)性電子線(xiàn)路——非線(xiàn)性微分方程時(shí)變參量電路——變系數(shù)微分方程b、工程近似分析法圖解法：解析法：4、非線(xiàn)性元件的特征a、特點(diǎn)非線(xiàn)性，不滿(mǎn)足疊加定理，具有頻率變換功能。b、幾個(gè)概念A(yù)）、伏安特性曲線(xiàn)B）、直流電阻C）、動(dòng)態(tài)電阻或交流電阻C、非線(xiàn)性元件的頻率變換作用非線(xiàn)性器件的頻率變換作用d、非線(xiàn)性電路不滿(mǎn)足疊加定理上式說(shuō)明，電流中不僅含有輸入信號(hào)的二次諧波，還出現(xiàn)了輸入信號(hào)頻率的組合頻率分量（和頻與差頻）。疊加定理是線(xiàn)性電路分析的基礎(chǔ)非線(xiàn)性電路不滿(mǎn)足疊加定理是一個(gè)非常重要的概念。指數(shù)函數(shù)分析法、冪級(jí)數(shù)分析法、折線(xiàn)分析法一、指數(shù)函數(shù)分析法§6.1

非線(xiàn)性分析方法

數(shù)學(xué)分析頻率分析：二、冪級(jí)數(shù)分析法將非線(xiàn)性電阻電路的輸出輸入特性用一個(gè)N階冪級(jí)數(shù)近似表示，借助冪級(jí)數(shù)的性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的解析分析。1、基本原理該冪級(jí)數(shù)各系數(shù)分別由下式確定，即：i02、工作點(diǎn)的設(shè)置對(duì)冪級(jí)數(shù)的等效的處理a、工作點(diǎn)較高，可以當(dāng)作線(xiàn)性電路來(lái)處理用直線(xiàn)代替——線(xiàn)性電子線(xiàn)路，取前面的兩項(xiàng)，可得：b、工作點(diǎn)在曲線(xiàn)的彎曲部分用拋物線(xiàn)代替——選取前面的三項(xiàng)，可得：如果輸入信號(hào)的幅度很大，特性曲線(xiàn)的運(yùn)用范圍更寬，必須取三次項(xiàng)或者更高次項(xiàng)來(lái)進(jìn)行逼近。舉例一設(shè)非線(xiàn)性元件的靜態(tài)特性曲線(xiàn)用下列三次多項(xiàng)式來(lái)表示：加在該元件上的電壓為：求出通過(guò)元件的電流i(t)，再用三角公式將各項(xiàng)展開(kāi)并整理，得：可以看出規(guī)律：例如，在上式中，基波振幅均與有關(guān)，而與、無(wú)關(guān)。三次諧波及組合頻率：的振幅均只與有關(guān)，而與、無(wú)關(guān)。直流成分均只與、有關(guān)，而與、無(wú)關(guān)。二次諧波以及組合頻率的振幅均只與有關(guān)，而與、無(wú)關(guān)。（4）m次諧波（直流成分可視為零次，基波可視為一次）以及系數(shù)之和等于m的各組合頻率成分。其振幅只與冪級(jí)數(shù)中等于及高于m次的各項(xiàng)系數(shù)有關(guān)。例如，在上式中，直流成分與、都有關(guān)，而二次諧波以及組合頻率為的各成分其振幅卻只與有關(guān)，而與無(wú)關(guān)。（5）所有組合頻率都是成對(duì)出現(xiàn)的。例如，有就一定有；有就一定有等。掌握以上規(guī)律是重要的。我們可以利用這些規(guī)律，根據(jù)不同的要求，選用具有適當(dāng)特性的非線(xiàn)性元件，或者選擇合適的工作范圍，以得到所需要的頻率成分，而盡量減弱甚至消除不需要的頻率成分。三、折線(xiàn)分析法導(dǎo)通角：這里就是上一章的余弦分解系數(shù)舉例二舉例三四、頻譜變換電路

1)頻譜搬移電路：將輸入信號(hào)頻譜沿頻率軸進(jìn)行不失真的搬移（振幅調(diào)制與解調(diào)電路、混頻電路）。

1、特點(diǎn)：將輸入信號(hào)進(jìn)行頻譜變換，獲得所需頻率的輸出信號(hào)。2、分類(lèi)：2)頻譜非線(xiàn)性變換電路：將輸入信號(hào)頻譜進(jìn)行特定的非線(xiàn)性變換（頻率調(diào)制與解調(diào)電路）。二次項(xiàng)產(chǎn)生頻率分量當(dāng)V1m和V2m幅度較小時(shí)，組合分量ωp,q的強(qiáng)度都將隨著p＋q的增大而減小大多數(shù)頻譜搬移電路所需的是非線(xiàn)性函數(shù)展開(kāi)式中的平方項(xiàng)，或者說(shuō)，是兩個(gè)輸入信號(hào)的乘積項(xiàng)3、實(shí)現(xiàn)理想的乘法運(yùn)算的措施（2）從電路考慮。例如，采用由多個(gè)非線(xiàn)性器件組成平衡電路，抵消一部分無(wú)用組合頻率分量。（1）從非線(xiàn)性器件的特性考慮。例如，選用具有平方律特性的場(chǎng)效應(yīng)管作為非線(xiàn)性器件；選擇合適的靜態(tài)工作點(diǎn)電壓VQ使非線(xiàn)性器件工作在特性接近平方律的區(qū)域。（3）從輸入信號(hào)的大小考慮。例如減小υ1和υ2的振幅，以便有效地減小高階相乘項(xiàng)及其產(chǎn)生的組合頻率分量的強(qiáng)度。4、線(xiàn)性時(shí)變電路分析法五、二極管電路

1、單二極管電路V1m足夠大，二極管輪流工作在導(dǎo)通區(qū)和截止區(qū)控制信號(hào)（參考信號(hào)）輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)單向開(kāi)關(guān)函數(shù)二極管開(kāi)關(guān)工作，產(chǎn)生的頻率分量減少2、二極管平衡電路變壓器線(xiàn)圈匝數(shù)比N1：N2＝1：1V1m＞＞V2m，二極管通斷主要受υ1的控制二極管處于大信號(hào)工作狀態(tài)，即V1m＞0.5V，伏安特性可用折線(xiàn)近似忽略輸出電壓的反作用，則加到兩個(gè)二極管上的電壓為兩管控制電壓同相，因此其導(dǎo)通、截止時(shí)間相同，時(shí)變電導(dǎo)也相同。由此可得流過(guò)兩管的電流i1、i2在Tr2次級(jí)產(chǎn)生的電流分別為21)12ww±-±n（、頻率分量：雙二極管交替開(kāi)關(guān)工作，產(chǎn)生的頻率分量進(jìn)一步減少對(duì)稱(chēng)性不好，產(chǎn)生控制信號(hào)的泄漏選用特性相同的二極管變壓器中心抽頭要準(zhǔn)確對(duì)稱(chēng)選擇開(kāi)關(guān)特性好的二極管二極管橋式電路3、二極管環(huán)形電路（二極管雙平衡電路）雙向開(kāi)關(guān)函數(shù)

輸信號(hào)的頻率分量

二極管環(huán)形電路中，產(chǎn)生的頻率分量大大減少§6.3

差分對(duì)電路

一、單差分對(duì)電路二、雙差分電路構(gòu)成的