第4章 非线性电路及其分析方法3.ppt

第4章非线性电路
非线性电路的基本概念与非线性元件
非线性电路的基本概念
非线性元件
非线性电路的分析方法
非线性电路与线性电路分析方法的异同点
非线性电阻电路的近似解析分析
非线性动态电路分析简介(*)
非线性电路的应用举例
C类谐振功率放大器
倍频器
跨导线性回路与模拟相乘器
时变参量电路与变频器
及其分析方法
1
时变参量电路与变频器
1、参变电路与常用参变电路类型
2、时变参量线性电路
3、变频电路
4、变频干扰
2
1、参变电路与常用参变电路类型
定义:若电路中仅有一个参量受外加信号的控制而按一定规律变化时,称这种电路为参变电路,外加信号为控制信号。
(讲义上册197 )
跨导 g 并不是正弦形信号,
而是一个周期性信号。
外加信号是正弦形信号。
3
分类(由引起参量变化的原因分类):
一类是人们有意识地构成的参变电路,例如,后面将要
讨论的变频电路、调幅电路、直接调频振荡器电路等。
一类是不受人们控制的参变电路。例如:作为移动通信
信道的自由空间,它的延时、衰减等参量不能控制。
常用参变电路:电阻性和电容性参变电路。
(1)电阻性参变电路
电阻性参变电路的输出输入特性用I-V平面上的曲线或相应
的数学方程表示。参量选择为曲线的微分斜率,常用跨导
表示。例如:变频电路。
(2)电容性参变电路
电容性参变电路的输出输入特性用Q-V平面上的曲线或相应
的数学方程式表示。参量选择为微分电容,即Q-V曲线的微
分斜率。例如,变容二极管的微分电容随加于变容管两端电
压的变化曲线。用于直接调频振荡器电路。
4
2、时变参量线性电路
时变参量线性电路的正常工作状态具有两个输入信号,
一个是控制信号,通常为强信号;一个是被处
理信号,通常是弱信号。
对被处理信号来说,在控制信号为某一瞬时值时,
电路所呈现的微分斜率可以认为是常数,在这种情况下,
参变电路对于可以看成是一个参量变化的线性电路。
模拟乘法器电路也可看作是时变参量电路的一种。
则可视为的时变电压
放大倍数。
对控制信号来说,可以看成是一个参量变化的电路。
5
与同时作用于电路示意图
(讲义上册199)
6
3、变频电路
(1)变频电路的工作原理
变频电路是实现信号频谱线性变换的一种电路,它完成频
谱在频率轴上的搬移。
作为时变参量线性电路,在工作时,除输入信号外,还应
有一控制信号。在变频电路中,输入信号通常为一窄带信
号。控制信号通常为一单频正弦信号,在接收机中,习惯
将控制信号称为本地振荡信号或简称本振信号。
变频电路有两类:一类是电路中自身产生控制信号;一
类需由外部输入控制信号。通常称前者为变频器,后者为
混频器。
当输入信号经过时变参量线性电路后,会产生输入信号
频率与控制信号频率的和频与差频。通常,将输出和频的
变频器称为上变频器,将输出差频的变频器称为下变频器。
两种变频器在通信系统中都有应用。
7
(2)变频电路的主要技术指标
变频增益:变频增益是指变频器的输出信号功率和
输入信号功率之比。
常用分贝表示,即:
噪声系数:
由于接收机整机噪声系数主要取决于前级电路的噪声性
能,特别是在没有高频放大器的情况下,变频电路的噪
声系数对整机影响较大。
变频失真:变频电路的输出信号频率和输入信号频率是不
相同的。在变频过程中还可能产生失真,后面分析。
工作稳定性:是指控制信号(本振信号)频率稳定度。
思考题:增益和工作稳定性在变频器和放大器中有何不同?
8
(3)常用变频电路举例
①三极管混频器
下图所示是常用三极管混频器的几种基本形式。电路的共同特点是利用三极管转移特性的非线性实现频率变换的。
(a)
(b)
(c)
(d)
9
变频跨导示意图
10