頻譜的線(xiàn)性搬移電路課件

1、頻譜的線(xiàn)性搬移電路,回 顧,1、高頻電路基礎(chǔ) 諧振電路：諧振頻率，諧振阻抗，Q值，帶寬，特性曲線(xiàn)等； 單，多回路，抽頭回路等。 2、高頻放大器（小信號(hào)、功率）： 小信號(hào)：甲類(lèi)工作狀態(tài)，諧振回路作負(fù)載，Y參數(shù)模型，共射放大 倍數(shù)，提高穩(wěn)定性方法（中和，失配）等； 功率： 丙類(lèi)工作狀態(tài)，諧振回路作負(fù)載，圖解法，集電極電流 是余弦脈沖，功放的三個(gè)工作狀態(tài)，外部特性，饋電等。 3、正弦波振蕩器 反饋式振蕩器的平衡條件，三點(diǎn)式振蕩器的起振判斷條件，電路 結(jié)構(gòu)，克拉潑，西勒電路的計(jì)算，晶體振蕩器的特點(diǎn)等。 下面學(xué)習(xí)頻率變換電路電路，包括頻譜的線(xiàn)性搬移和非線(xiàn) 性搬移電路及其應(yīng)用,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,第5章

2、頻譜的線(xiàn)性搬移電路,5.1 非線(xiàn)性電路的分析方法 5.2 二極管電路 5.3 差分對(duì)電路 5.4 其它頻譜線(xiàn)性搬移電路,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,頻譜搬移的概念：頻譜搬移電路是通信系統(tǒng)最基本的單元電路之一，主要完成將信號(hào)頻譜從一個(gè)位置搬移至另一個(gè)位置。頻譜搬移的分類(lèi)：頻譜的線(xiàn)性搬移和非線(xiàn)性搬移兩大類(lèi),圖5-1 頻譜搬移電路 （a）頻譜的線(xiàn)性搬移;（b）頻譜的非線(xiàn)性搬移,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,頻譜搬移的原因：信號(hào)調(diào)制 例：幅度調(diào)制（調(diào)幅）： 由信號(hào) 控制載波 的幅度。 設(shè)載波為： 調(diào)制電壓： 則調(diào)制信號(hào)為,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,調(diào)制信號(hào)頻譜,結(jié)論：?jiǎn)晤l調(diào)幅波包含三個(gè)頻率分量： ， ， 。調(diào)幅的實(shí)質(zhì)是頻譜搬

3、移，即把頻率為 的信號(hào)搬移至載波頻率 附近,單頻調(diào)制信號(hào)頻譜,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,5.1 非線(xiàn)性電路的分析方法,頻譜搬移實(shí)現(xiàn)要求：電路必須能夠產(chǎn)生新的頻率成分。頻譜搬移實(shí)現(xiàn)方法：使用非線(xiàn)性電路。 非線(xiàn)性電路的分析方法：級(jí)數(shù)展開(kāi)法和時(shí)變參數(shù)分析法,線(xiàn)性電阻上電壓電流波形,二極管上電壓電流波形,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,一、非線(xiàn)性函數(shù)的級(jí)數(shù)展開(kāi)分析法 1、非線(xiàn)性函數(shù)的泰勒級(jí)數(shù) 非線(xiàn)性器件的伏安特性,可用下面的非線(xiàn)性函數(shù)來(lái)表示: 式中, u為加在非線(xiàn)性器件上的電壓。一般情況下, uEQ+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(kāi), 可得,5-1,5-2,頻

4、譜的線(xiàn)性搬移電路,式中,an（n=0,1,2,）為各次方項(xiàng)的系數(shù),由下式確定,5-3,5-4,5-5,式中,Cmn=n！m！（n-m）！為二項(xiàng)式系數(shù),故,下面分別進(jìn)行分析,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,2、只輸入一個(gè)余弦信號(hào)時(shí) 先來(lái)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u1U1cos1t,代入式（5-2）,有,5-6,5-7,n為奇數(shù),n為偶數(shù),5-8,故,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,由（58）式可得： 單一頻率信號(hào)作用于非線(xiàn)性電路時(shí)，其輸出除包含原來(lái)頻率成分外，還有其多次諧波成分。 如果在其輸出端加一窄帶濾波器，可作為倍頻電路。 若要使輸出包含任意所需頻率成分（即在輸出有任意頻率成分），不

5、能在非線(xiàn)性電路輸入端只輸入一個(gè)單一頻率信號(hào)來(lái)完成,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-2 非線(xiàn)性電路完成頻譜的搬移,為了便于區(qū)別，u1稱(chēng)為輸入信號(hào)，為要處理的信號(hào)，通常占據(jù)一定帶寬，u2 稱(chēng)為參考信號(hào)或控制信號(hào)，通常為單一頻率成分信號(hào)（通常頻譜搬移電路中有f2f1)。 由式(5-5)可得，此時(shí)除包含兩個(gè)輸入信號(hào)成分外，還包括各種乘積項(xiàng)u1 n-m u2 m,3、同時(shí)輸入兩個(gè)信號(hào),頻譜的線(xiàn)性搬移電路,例如：若作用在非線(xiàn)性器件上的兩個(gè)電壓均為余弦信號(hào),即u1U1cos1t, u2U2cos2t,利用式（5-7）和三角函數(shù)的積化和差公式,5-9,5-10,通常，把pq稱(chēng)為組合分量的階數(shù),頻譜的線(xiàn)性搬移電路,通

6、過(guò)以上分解式可得： (1) 多個(gè)信號(hào)作用于非線(xiàn)性電路時(shí)，其輸出端包含多種頻率成分：基波、各次諧波以及各種組合分量，其中絕大多數(shù)頻率成分是不需要的。 (2) 在頻譜搬移電路中，必須包含選頻電路，以濾除不必要的成分。 (3) 在頻率搬移電路中，如何減少無(wú)用的組合分量的數(shù)目及其強(qiáng)度，是非常重要的。 級(jí)數(shù)展開(kāi)分析法特點(diǎn)：該方法是一種理論分析方法，適用于一切形式的非線(xiàn)性電路，但不適宜于工程應(yīng)用,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,二、 線(xiàn)性時(shí)變電路分析法 1、線(xiàn)性時(shí)變參數(shù)分析法的原理 對(duì)式（5-1）在EQ+u2上對(duì)u1用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi),有,5-11,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,與式（5-2）相對(duì)應(yīng),有,5-12,若u1足夠小,可

7、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,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,可見(jiàn)，非線(xiàn)性器件的輸出電流與輸入電壓的關(guān)系類(lèi)似于線(xiàn)性系統(tǒng)，但其系數(shù)卻是時(shí)變的，故叫做線(xiàn)性時(shí)變電路。 2、線(xiàn)性時(shí)變參數(shù)分析法的應(yīng)用 考慮u1和u2都是余弦信號(hào), u1U1cos1t, u2U2cos2t, 故I0(t) 、g(t)也為周期性函數(shù),可用傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi),得,5-14,5-15,5-16,令 即有,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,兩個(gè)展開(kāi)式的系數(shù)可直接由傅里葉系數(shù)公式求得,5-17,5-18,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,可以求得,于是有 即頻率分量為,5-20,因此，線(xiàn)性時(shí)變電路的輸出信號(hào)的頻率分量?jī)H有中p為

8、0和1、q為任意的組合分量。沒(méi)有p, q為任意的各組合分量,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,例5-1 一個(gè)晶體二極管,用指數(shù)函數(shù)逼近它的伏安特性，即,在線(xiàn)性時(shí)變工作狀態(tài)下,上式可表示為,5-21,5-22,設(shè)u2U2cos2t，式中,5-23,5-24,其中， 、 、 分別是晶體二極管的靜態(tài)工作電流、歸一化的參考信號(hào)振幅和靜態(tài)工作點(diǎn)上的電導(dǎo),頻譜的線(xiàn)性搬移電路,5-26,是第一類(lèi)修正貝塞爾函數(shù)。因而,5-27,而,其中,即有,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-3 線(xiàn)性時(shí)變電路完成頻譜的搬移,值得注意的是：(1) 雖然線(xiàn)性時(shí)變電路的輸出中的組合頻率分量較非線(xiàn)性電路大大減少，但仍然有較多頻率成分，要實(shí)現(xiàn)頻率搬移，還是

9、需要濾波電路進(jìn)行選頻的。 (2) 線(xiàn)性時(shí)變電路并非線(xiàn)性電路，而是非線(xiàn)性電路在一定條件下的近似,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,5.2 二極管電路,二極管電路的作用：頻率搬移電路 二極管電路的特點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單、工作頻帶寬等。 一、 單二極管電路 單二極管電路的原理電路如圖5-4所示，輸入信號(hào)u1和控制信號(hào)（參考信號(hào)）u2相加作用在二極管上。由于二極管伏安特性非線(xiàn)性的頻率變換作用，在流過(guò)二極管的電流中產(chǎn)生各種組合分量，用傳輸函數(shù)為H(j)的濾波器取出所需頻率分量，就可完成某一頻譜的搬移。 通常u2u1，且u20.5V，即二極管工作在大信號(hào)狀態(tài),頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-4 單二極管電路,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,二極

10、管的伏安特性為： 如圖所示,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,忽略輸出電壓 uo對(duì)回路的反作用, 這樣，加在二極管兩端的電壓 uD為,5-28,由于二極管工作在大信號(hào)狀態(tài)，主要工作在截止區(qū)和導(dǎo)通區(qū)，二極管的伏安特性可近似用折線(xiàn)近似。折線(xiàn)的斜率為gD，此時(shí)二極管可等效為一個(gè)受控開(kāi)關(guān)，控制電壓就是uD。有,5-29,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-5 二極管伏安持性的折線(xiàn)近似,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,由前已知,U2U1,而uDu1+u2,可進(jìn)一步認(rèn)為二極管的通斷主要由u2控制,可得,5-30,一般情況下,Vp較小,有U2Vp,可令Vp=0(也可在 電路中加一固定偏置電壓Eo,用以抵消Vp,在這種情況下， uDEo+u1+

11、u2）, 式（5-30）可進(jìn)一步寫(xiě)為,5-31,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,設(shè)u2U2 cos2t，則u20對(duì)應(yīng)于2n-/22t 2n+/2，n=0,1,2, 故有(5-31)式寫(xiě)為,5-32,即 是一個(gè)開(kāi)關(guān)函數(shù)，于是上式可以寫(xiě)成,5-33,令,5-34,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,可見(jiàn)，開(kāi)關(guān)函數(shù)K(2t) 在u2的正半周時(shí)等于1, 在負(fù)半周時(shí)為零, 為時(shí)變電導(dǎo),受u2 控制。于是在前面的假設(shè)條件下，二極管等效為一個(gè)線(xiàn)性時(shí)變電路。 K(2t)波形如下圖,圖5-6 u2與K（2t）的波形圖,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,K(2t)是一個(gè)周期函數(shù),其周期與控制信號(hào)u2的周期相同,可用一傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi),其展開(kāi)式為,5-36,

12、代入式（5-34）有,5-37,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,將 代入上式，有,5-38,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,由上式可以看出，流過(guò)二極管的電流iD中的頻率分量有： （1）輸入信號(hào)u1和控制信號(hào)u2的頻率分量1和2; （2）控制信號(hào)u2的頻率2的偶次諧波分量; （3）由輸入信號(hào)u1的頻率1與控制信號(hào)u2的奇次諧波分量的組合頻率分量（2n+1）21,n=0,1,2,。 結(jié)論：在一定條件下，可將二極管等效為一個(gè)受控開(kāi)關(guān)，從 而將二極管電路等效為一個(gè)線(xiàn)性時(shí)變電路,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,應(yīng)用注意事項(xiàng)： (1)如果假設(shè)條件不成立，比如U2較小，將導(dǎo)致二極管特性的折線(xiàn)近似不正確，因而其后的線(xiàn)性時(shí)變等效也存在問(wèn)題； (2

13、) 若U2U1不滿(mǎn)足，等效開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)不僅僅由U2確定，還應(yīng)考慮U1的影響，這時(shí)等效的開(kāi)關(guān)函數(shù)的導(dǎo)通角不是固定的 /2，而是隨U1變化的； (3) 分析中還忽略了輸出電壓u0對(duì)回路的反作用，不過(guò)在U2U1的條件下，輸出電壓u0相對(duì)于u2而言，有U2u0； (4)若前面的條件均不滿(mǎn)足，該電路仍可完成頻譜的線(xiàn)性搬移功能，不同的是，在這些條件不滿(mǎn)足時(shí)，電路不能等效為線(xiàn)性時(shí)變電路而已，但可用級(jí)數(shù)展開(kāi)法來(lái)分析,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,二、 二極管平衡電路 單二極管電路缺點(diǎn)：仍然包含較多不必要的頻率成分， 輸出電流小； 改進(jìn)措施：二極管平衡電路； 1二極管平衡電路結(jié)構(gòu) 圖5-7（a）是二極管平衡電路的原理電

14、路。它是由兩個(gè)性能一致的二極管及中心抽頭變壓器T1、T2接成平衡電路的。為分析簡(jiǎn)單假設(shè)變壓器的變比為N1:N2=1:1,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-7 二極管平衡電路,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,2工作原理 與單二極管電路的條件相同,二極管處于大信號(hào)工作狀態(tài),即U20.5V。這樣,二極管主要工作在截止區(qū)和線(xiàn)性區(qū),二極管的伏安特性可用折線(xiàn)近似。U2U1,二極管開(kāi)關(guān)主要受u2控制。 （1）忽略輸出電壓的反作用 若忽略輸出電壓的反作用，則加到兩個(gè)二極管的電壓uD1、uD2為： uD1=u2+u1 uD2=u2-u1 （5-39,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,由于加到兩個(gè)二極管上的控制電壓u2是同相的,因此兩個(gè)二極管的導(dǎo)

15、通、截止時(shí)間是相同的,其時(shí)變電導(dǎo)也是相同的。由此可得流過(guò)兩管的電流i1、i2分別為,5-40,i1、i2在T2次級(jí)產(chǎn)生的電流分別為,5-41,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,由于兩電流流過(guò)T2的方向相反, 故次級(jí)總電流iL應(yīng)為,5-42,5-43,將式(5-40) 代入上式,有：(單管時(shí),若考慮u1U1cos1t,代入上式可得（與單二極管時(shí)相比較,可見(jiàn)，與單二極管相比，平衡電路中u2的基波分量和偶 次諧波分量被抵消了，從而使不必要的成分進(jìn)一步減了； 同時(shí)，輸出電流中 頻率分量 增大一倍,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,2)考慮輸出電壓的反作用 當(dāng)考慮RL的反映電阻對(duì)二極管電流的影響時(shí),要用包含反 映電阻的總電導(dǎo)來(lái)代替

16、 gD。如果T2次級(jí)所接負(fù)載為寬帶 電阻 RL,則初級(jí)兩端的反映電阻為4RL。對(duì)i1、i2各支路的 電阻為 2RL。此時(shí)須用如下總電導(dǎo) g 代替 gD,5-45,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,3)若電路不完全對(duì)稱(chēng)時(shí) 當(dāng)電路不完全對(duì)稱(chēng)時(shí)，將導(dǎo)致2及其諧波分量不能完全抵消，從而形成控制信號(hào)u2的頻率泄漏。一般要求泄漏的控制信號(hào)頻率分量的電平比有用信號(hào)電平至少低20dB以上。 可以采取以下方式以減少泄漏： A、盡可能選用特性相同的二極管，或用小電阻與二極管串接，以使二極管的等效正、反電阻彼此接近； B、變壓器的中心抽頭要準(zhǔn)確對(duì)稱(chēng)，分布電容級(jí)漏感要對(duì)稱(chēng)等,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-8 二極管橋式電路,3、二極管

17、平衡電路的改進(jìn)二極管橋式電路 如圖5-8所示，在(a)圖中，當(dāng)u20時(shí)，四個(gè)二極管同時(shí)截止，u1直接加在T2上；反之，四個(gè)二極管導(dǎo)通，AB間短路，無(wú)輸出，故有,5-46,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,三、二極管環(huán)形電路 1基本電路 (1) 電路結(jié)構(gòu) 圖(5-9a)為二極管環(huán)形電路的基本電路。與二極管平衡電路相比，多接了兩只二極管VD3和VD4，四只二極管方向一致；組成一個(gè)環(huán)路, 因此稱(chēng)為二極管環(huán)形電路。 (2) 工作過(guò)程 當(dāng)u20時(shí)，VD1、VD2導(dǎo)通，VD3、VD4截止； 當(dāng)u20時(shí)，VD1、VD2截止，VD3、VD4導(dǎo)通； 因此在理想情況下，是兩個(gè)獨(dú)立的平衡電路疊加而成,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-9

18、 二極管環(huán)形電路,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,2工作原理 二極管環(huán)形電路等于兩個(gè)平衡電路相加。平衡電路1與前面分析的電路完全相同。根據(jù)圖5-9(a)中電流的方向,平衡電路1和2在負(fù)載RL上產(chǎn)生的總電流為 iL=iL1+iL2=(i1-i2)+(i3-i4) （5-47） 其中， iL1與普通平衡型完全相同，而由于VD3、VD4在u2的負(fù)半周導(dǎo)通，比普通平衡型電路晚半個(gè)周期，故有,5-48,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,5-49,圖5-10 環(huán)形電路的開(kāi)關(guān)函數(shù)波形圖,于是有,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,由此可見(jiàn)K（ 2t ）、K（ 2t -）為單向開(kāi)關(guān)函數(shù)，K（2t）為雙向開(kāi)關(guān)函數(shù)，且有,5-50,5-51,頻譜的線(xiàn)性搬

19、移電路,可以求得K（2t-）、K(2t）的傅里葉級(jí)數(shù):為,5-52,5-53,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,當(dāng)u1=U1cos1t時(shí),5-54,結(jié)論：二極管環(huán)形電路輸出中只有u2的奇次諧波（含基波）與輸入信號(hào)u1的頻率組合。與平衡型相比，將輸入信號(hào)的基波成分抵消了。并且輸出電流中 頻率分量等于平衡電路的兩倍,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,5.3 差分對(duì)電路,由前面的討論可知，實(shí)現(xiàn)頻譜搬移的核心是相乘器，而實(shí)現(xiàn)相乘的方法很多，而差分對(duì)是實(shí)現(xiàn)相乘的基本電路之一。 一、單差分對(duì)電路 1.電路 基本的差分對(duì)電路如圖5-14所示。圖中兩個(gè)晶體管和兩 個(gè)電阻精密配對(duì)（這在集成電路上很容易實(shí)現(xiàn),5-55,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖

20、5-14 差分對(duì)原理電路,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,2. 傳輸特性 設(shè)1 ,V2管的1，則有ic1ie2,ic2ie2, 可得晶體管的集電極電流與基極射極電壓ube的關(guān)系為,5-56,由式(5-55)，有,5-57,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,5-58,5-59,式中，u=ube1-ube2類(lèi)似可得,5-60,5-61,5-62,為了易于觀(guān)察，將上式兩端減去靜態(tài)電流I0/2，有,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,雙端輸出的情況下有,5-63,可得等效的差動(dòng)輸出電流io與輸入電壓u的關(guān)系式,5-64,他們之間的關(guān)系如圖5-15所示,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-15 差分對(duì)的傳輸特性,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,1）ic1、ic2和i

21、o與差模輸入電壓u是非線(xiàn)性關(guān)系雙曲正切函數(shù)關(guān)系,與恒流源I0成線(xiàn)性關(guān)系。雙端輸出時(shí),直流抵消,交流輸出加倍。 （2）輸入電壓很小時(shí),傳輸特性近似為線(xiàn)性關(guān)系,即工作在線(xiàn)性放大區(qū)。這是因?yàn)楫?dāng)|x|100mV時(shí),電路呈現(xiàn)限幅狀態(tài),兩管接近于開(kāi)關(guān)狀態(tài),因此,該電路可作為高速開(kāi)關(guān)、限幅放大器等電路,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,4）小信號(hào)運(yùn)用時(shí)的跨導(dǎo)即為傳輸特性線(xiàn)性區(qū)的斜率,它表示電路在放大區(qū)輸出時(shí)的放大能力,5-65,上式表示：gm與恒流源電流I0成正比，若I0隨時(shí)間變化， gm也隨時(shí)間變化，成為時(shí)變跨導(dǎo)。因此，可以通過(guò)控制I0的方法組成線(xiàn)性時(shí)變電路,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,5）當(dāng)輸入差模電壓u1=U1cos1t時(shí)

22、,由傳輸特性可得io波形,如圖5-16。其所含頻率分量可由tanh（u/2VT）的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式求得,即,5-66,5-67,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-16 差分對(duì)作放大時(shí)io的輸出波形,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,表5-2 n(x)數(shù)值表,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,3. 差分對(duì)頻譜搬移電路 差分對(duì)電路的可控通道有兩個(gè):一個(gè)為輸入差模電壓,另一個(gè)為電流源I0;故可把輸入信號(hào)和控制信號(hào)分別控制這兩個(gè)通道,圖5-17 差分對(duì)頻譜搬移電路,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,5-68,5-69,5-70,5-71,忽略u(píng)be3后得,有,考慮|uA|26mV時(shí)，有,式中有兩個(gè)輸入信號(hào)得乘積，因此可以構(gòu)成頻譜線(xiàn)性搬移電路。以上討論

23、得為雙端輸出得情況，單端輸出時(shí)得結(jié)果可類(lèi)似，可自行推導(dǎo),頻譜的線(xiàn)性搬移電路,二、雙差分對(duì)電路 1、電路結(jié)構(gòu) 雙差分對(duì)頻譜搬移電路如圖5-18所示。它由三個(gè)基本的差分電路組成,也可看成由兩個(gè)單差分對(duì)電路組成。V1、V2、V5組成差分對(duì)電路,V3、V4、V6組成差分對(duì)電路,兩個(gè)差分對(duì)電路的輸出端交叉耦合。 2、原理分析 io= iI- iII=(i1+ i3)-(i2+ i4) =(i1- i2)-(i4- i3) （5-72） 式中(i1- i2)是左邊差分對(duì)管的差分輸出電流，(i4- i3 )是右邊差分對(duì)管的差分輸出電流。分別為,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-18 雙差分對(duì)電路,頻譜的線(xiàn)性搬移電路

24、,5-73,5-74,5-75,5-76,由此可得,由此可見(jiàn)，雙差分對(duì)的差分輸出電流與兩個(gè)輸入電壓之間均為非線(xiàn)性關(guān)系。用作頻譜搬移電路時(shí)，輸入信號(hào)和控制信號(hào)可以任意加在兩個(gè)非線(xiàn)性通道中,而,有,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,當(dāng)u1=U1cos1t,u2=U2cos2t時(shí),代入式（5-76）有,5-77,5-78,式中x1=U1/UT， x2=U2/UT。它們包含f1和f2的各階奇次諧波分量的組合分量，若U1、U226mV，非線(xiàn)性關(guān)系可近似為線(xiàn)性關(guān)系，上式可近似為理想乘法器,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-19 接入負(fù)反饋時(shí)的差分對(duì)電路,3、改進(jìn) 對(duì)上述電路，作為乘法器時(shí)，要求輸入電壓幅度很小，為了擴(kuò)大輸入信號(hào)

25、動(dòng)態(tài)范圍，需對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，如圖5-19,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,5-79,式中由于有ube5-ube6=VTln（ie5/ie6）,因此上式可表示為,5-80,5-81,5-82,若Re2足夠大，有,則,上式表明，接入較大的負(fù)反饋電阻后，差分對(duì)管VT5和VT6的差分輸出電流近似與輸入電壓uB成正比，而與I0的大小無(wú)關(guān),頻譜的線(xiàn)性搬移電路,考慮到ie5ie6=I0,則由式（5-82）可知,為了保證ie5和ie6大于零，uB的最大動(dòng)態(tài)范圍為,將式（5-82）代入式（5-76）,雙差分對(duì)的差動(dòng)輸出電流可近似為,5-83,5-84,5-85,上式表明雙差分對(duì)線(xiàn)性時(shí)變狀態(tài)。若uA足夠小，結(jié)論與式(5-78)

26、類(lèi)似；如果uA足夠大，工作到傳輸特性得平坦區(qū)，上式可表示為,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,4、應(yīng)用 加入反饋電阻后，雙差分對(duì)電路工作在線(xiàn)性時(shí)變狀態(tài)或開(kāi)關(guān)狀態(tài)，因而特別適合用來(lái)作為頻譜搬移電路。例如： (1)當(dāng)作為雙邊帶振幅調(diào)制電路或相移鍵控調(diào)制電路， uA加載波電壓， uB加調(diào)制信號(hào)，輸出端接中心頻率為載波頻率的帶通濾波器； (2)當(dāng)用作同步檢波電路時(shí)，uA加恢復(fù)載波電壓， uB加輸入信號(hào)，輸出端接低通濾波器； (3)當(dāng)用作混頻電路時(shí)，uA加本振電壓， uB加輸入信號(hào)，輸出端接中頻濾波器。 集成模擬乘法器MC1596介紹(見(jiàn)教材,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-20 MC1596的內(nèi)部電路,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,5.4 其它頻譜線(xiàn)性搬移電路,一、晶體三極管頻譜線(xiàn)性搬移電路 晶體管頻譜搬移電路如圖5-21所示，其中u1為輸入信號(hào)， u2為參考信號(hào)。由圖可知，ube=UBB+u1+u2，其中UBB為直流工作電壓，現(xiàn)將UBB+u2UBB(t)看作為三極管的靜態(tài)工作電壓，由于工作點(diǎn)隨時(shí)間變化，故稱(chēng)為時(shí)變工作點(diǎn)。因此，可將ic近似表示為,其中UBB(t)為晶體管的時(shí)變工作點(diǎn),5-86,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,圖5-21 晶體三極管頻譜搬移原理電路,頻譜的線(xiàn)性搬移電路,式中：