通信原理大綜合課件高頻全

第5章頻譜的線性搬移電路

頻譜搬移是指信號(hào)的頻譜在頻率軸上的移動(dòng)，如這種移動(dòng)不改變頻譜的結(jié)構(gòu)，稱為線性搬移。若改變了頻譜結(jié)構(gòu)稱為非線性搬移。具有這種特性的電路稱為頻譜搬移電路。線性頻譜搬移電路可以完成調(diào)幅、檢波、混頻功能。以幅度調(diào)制為例說明頻譜線性搬移：（1）通過非線性器件對(duì)輸入信號(hào)的頻譜實(shí)行變換，產(chǎn)生新的頻率成分，通過濾波器取出有用信號(hào)，濾除無用的頻率成分。（2）頻譜的線性搬移，從時(shí)域角度看相當(dāng)于輸入信號(hào)與一個(gè)參考正弦信號(hào)相乘，搬移的距離由參考信號(hào)的頻率決定。第一節(jié)非線性電路的分析方法第二節(jié)二極管電路第三節(jié)差分對(duì)電路第四節(jié)其它頻譜線性搬移電路第一節(jié)非線性電路的分析方法一、非線性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開分析法1、非線性器件的伏安特性（1）二極管:（2）雙極型晶體管：（3）場(chǎng)效應(yīng)晶體管：表示為：2、在UQ點(diǎn)展成泰勒級(jí)數(shù)

式中

an(n=0，1，2，3……正整數(shù))。為與電路靜態(tài)工作點(diǎn)有關(guān)的系數(shù)，通常n越大，則系數(shù)an的值越小。當(dāng)電路中非線性器件用冪級(jí)數(shù)表示時(shí)，所取的級(jí)數(shù)項(xiàng)數(shù)就完全取決于信號(hào)幅度的大小和所要求的精度。3、只有一個(gè)信號(hào)作用且為余弦波u1時(shí)n為偶數(shù)n為奇數(shù)n為偶數(shù)：常數(shù)項(xiàng)、2次諧波、4次諧波…不大于n的偶次諧波的和。n為奇數(shù)：1次諧波、3次諧波…不大于n的奇次諧波的和。

如當(dāng)輸入信號(hào)幅度大，必須考慮到三次方項(xiàng)的作用時(shí)（三次方項(xiàng)以上可以忽略），則由上式得電流信號(hào)為

1、單一頻率信號(hào)輸入時(shí),通過非線性器件,輸出電流中既有原輸入頻率的基波分量,又有直流分量和大量的高次諧波分量

2、基波分量是由各奇次方項(xiàng)產(chǎn)生的,二次(包括四次以上的偶次)諧波是由偶次方項(xiàng)產(chǎn)生的,三次(包括五次以上的奇次)諧波則是由奇次方項(xiàng)產(chǎn)生的

3、諧波次數(shù)越高(即n越大),則an值越小,甚至還會(huì)是負(fù)值.當(dāng)輸入信號(hào)幅度較小時(shí),則an

也更小,所以輸出的高次諧波一般是可以忽略的分析：4、兩個(gè)電壓均為余弦波u1＝U1cosω1t,u2＝U2cosω2t,

根據(jù)三角函數(shù)積化和差公式頻率組合分量：5、組合頻率的分析（1）p、q稱為組合階數(shù)，p、q=0、1、2…。（2）一般情況下，有用分量是p、q=1的組合頻率。由平方項(xiàng)產(chǎn)生。（3）p+q為偶數(shù)的組合頻率，由n為偶數(shù)且n≥p+q的各次項(xiàng)產(chǎn)生。（4）p+q為奇數(shù)的組合頻率，由n為奇數(shù)且n≥p+q的各次項(xiàng)產(chǎn)生。（5）U1和U2的幅度較小時(shí)，它們的強(qiáng)度隨p+q的增大而減小。選用具有平方律特性的場(chǎng)效應(yīng)管。采用平衡、補(bǔ)償、負(fù)反饋等措施。適當(dāng)限制輸入信號(hào)的范圍。為減小無用頻率成分：二、線性時(shí)變電路分析法

線性時(shí)變電路分析法是非線性電路的一種分析方法。在UQ+u2上對(duì)u1用泰勒級(jí)數(shù)展開,有1、非線性伏安特性展為泰勒級(jí)數(shù)對(duì)u1足夠小，忽略高階項(xiàng)。I0(t)

稱為時(shí)變靜態(tài)電流，g(t)

稱為時(shí)變?cè)隽侩妼?dǎo)2、若u1足夠小，可用線性時(shí)變電路分析3、若u1與u2為余弦波u1＝U1cosω1t,u2＝U2cosω2t偏置電壓UQ（t）=UQ+U2cosω2t,為一周期性函數(shù)I0(u2)、g(u2