[高频电子电路(第4版)][王卫东--等][电子课件]-(22)[13页].pptVIP

第4章频率变换电路基础4.1概述1.元件的分类4.2非线性元器件的特性描述4.2非线性元器件的特性描述4.2.2非线性电路的工程分析方法4.2.2非线性电路的工程分析方法4.2.2非线性电路的工程分析方法*4.1概述4.2非线性元器件的特性描述4.3模拟相乘器及基本单元电路4.4单片集成模拟乘法器及其典型应用常用的元件可分为三类：线性元件非线性元件时变参量元件其主要特点是：元件参数与通过元件的电流或施于其上的电压无关，如电阻、电容、电感等。线性电路：由线性元件组成的电路。如：谐振电路、低频放大器和高频小信号放大器等。其主要特点是：元件参数与通过元件的电流或施于其上的电压有关，如二极管、晶体管等。非线性电路：必含一个或多个非线性元件，且所用的电子器件都工作在非线性状态。如功放、振荡器、调制器、解调器。其主要特点是：元件参数按一定规律随时间线性变化，如大小两个信号同时作用于晶体管的基极。（用常系数微分方程描述线性电路）（用非线性方程描述非线性电路）（用变系数微分方程描述时变参量电路）时变线性电路：由时变参量元件组成的电路，又称时变参量电路。由于大信号的控制作用，静态工作点发生变动，引起晶体管跨导随时间而变；对小信号而言，晶体管看成是变跨导的线性元件。2.频率变换电路（1）分类如：调频信号的产生与解调（2）相乘器相乘器电路是常用的非线性电路的基本组件。它可完成频谱的线性搬移及非线性搬移。频率变换电路指输出信号中除了含有输入信号的全部或部分频率成分外，还会出现不同于输入信号频率的其他频率分量，因此它属于非线性电路。4.1概述频谱的线性搬移电路如：调幅信号的产生与解调、混频电路。频谱的非线性搬移电路非线性元器件的基本特性非线性电路的工程分析方法幂级数分析法线性时变电路分析法开关函数分析法高频电路中常用的非线性元件有：二极管、晶体管等。4.2.1非线性元器件的基本特性伏安特性曲线不是直线；具有频率变换的作用，会产生新的频率分量；非线性电路不满足叠加定理。4.2.2非线性电路的工程分析方法高频电路中常用的非线性电路分析方法有：图解法（第2章中已介绍过）；幂级数分析法；开关函数分析法；线性时变电路分析法。仿真1.幂级数分析法当二极管的电压、电流值较小时，流过二极管的电流为:：PN结反向饱和电流（室温时，）（1）单个信号作用时若加在二极管上的电压，且较小，。流过二极管的电流为已知Q因此有利用三角函数：最终可化简为【结论】单一频率的信号电压作用于非线性元件时，电流所包含的频率分量：由二项式定理进一步展开且1.幂级数分析法（2）两个信号同时作用时利用三角函数的积化和差公式：电流所包含的频率成分为：组合频率4.2.2非线性电路的工程分析方法【说明】①幂级数分析法中，最大次数n为有限值，常为2或3；③若要选出所需要的频率成分而滤除不需要的频率成分，通常需要非线性元件与选频网络配合使用。②当最高次数为n时，则电流中最高谐波次数不超过n，且组合频率中，且成对出现；【例】设某非线性元件的伏安方程：，加在该元件上的电压：，则电流包含哪些频谱成分？2.线性时变电路分析法（以晶体管为例）（1）晶体管的Y参数等效模型假设：则集电极电流为式中是由静态工作点确定的非时变定常跨导，因此晶体管作线性元件用。（2）晶体管的时变跨导电路①电路结构②工作原理分析输入信号：（小信号）（大信号）可认为晶体管的静态工作点受大信号控制，是时变工作点，且时变工作点的电压：2.线性时变电路分析法晶体管的集电极电流与基极电压的关系为其中时变工作点的电压为将上式在上利用泰勒级数展开有：：时变静态电流；：时变跨导。其中结论：与间