高頻時變參量電路課件

4非線性電路、時變參量電路和變頻器4.2非線性元件的特性

4.3非線性電路分析法

4.4線性時變參量電路分析法

4.5變頻器的工作原理4.1

概述

4非線性電路、時變參量電路和變頻器4.2非線性元件14.7二極管混頻器

4.8差分對模擬乘法器混頻電路4.9混頻器中的干擾

4.10外部干擾4.6

晶體管混頻器

4.7二極管混頻器 4.8差分對模擬乘法24.1概述無線電元件線性元件時變參量元件非線性元件：元件參數(shù)與通過元件的電流或施于其上的電壓無關(guān)。（電阻、電容、空氣心電感）：元件參數(shù)與通過元件的電流或施于其上的電壓有關(guān)。（二極管、三極管、帶磁心電感）：元件參數(shù)按照一定規(guī)律隨時間變化。4.1概述無線電元件線性元件時變參量元件非線性元件：元件34.1概述圖5.1.1串聯(lián)電路線性電路時 描述線性電路、時變參量電路和非線性電路的方程式分別是常系數(shù)線性微分方程、變系數(shù)線性微分方程和非線性微分方程。4.1概述圖5.1.1串聯(lián)電路線性電路時 描述線44.1概述 在無線電工程技術(shù)中，較多的場合并不用解非線性微分方程的方法來分析非線性電路，而是采用工程上適用的一些近似分析方法。這些方法大致分為圖解法和解析法兩類。所謂圖解法，就是根據(jù)非線性元件的特性曲線和輸入信號波形，通過作圖直接求出電路中的電流和電壓波形。所謂解析法，就是借助于非線性元件特性曲線的數(shù)學(xué)表示式列出電路方程，從而解得電路中的電流和電壓。4.1概述 在無線電工程技術(shù)中，較多的場合并不用解非線性54.2非線性元件的特性4.2.1非線性元件的工作特性4.2.2非線性元件的頻率變換作用4.2.3非線性電路不滿足疊加原理4.2非線性元件的特性4.2.1非線性元件的工作64.2.1非線性元件的工作特性線性電阻的伏安特性曲線半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線 與線性電阻不同，非線性電阻的伏安特性曲線不是直線。隧道二極管的伏安特性4.2.1非線性元件的工作特性線性電阻的伏安半導(dǎo)體二極管74.2.2非線性元件的頻率變換作用圖5.2.4線性電阻上的電壓與電流波形圖5.2.5正弦電壓作用于二極管產(chǎn)生非正弦周期電流 輸出電流與輸入電壓相比，波形不同，周期相同。可知，電流中包含電壓中沒有的頻率成分。4.2.2非線性元件的頻率變換作用圖5.2.48設(shè)非線性電阻的伏安特性曲線具有拋物線形狀：在元件上加上兩個信號：令：三角等式變換可得：“非線性”具有頻率變換作用。i+-+-R設(shè)非線性電阻的伏安特性曲線具有拋物線形狀：在元件上加上兩個信94.2.3非線性電路不滿足疊加原理疊加原理是分析線性電路的重要基礎(chǔ)。根據(jù)疊加原理，任何復(fù)雜的輸入信號均可以首先分解為若干個基本信號（例如正弦信號），然后求出電路對每個基本信號單獨作用時的響應(yīng)，最后，將這些響應(yīng)疊加起來，即可得到總的響應(yīng)。非線性電路不滿足疊加原理4.2.3非線性電路不滿足疊加原理疊加原理是分析線性電路104.3非線性電路分析方法4.3.1冪級數(shù)分析法：（用冪級數(shù)表示非線性元件的特性曲線）設(shè)非線性元件的特性為：將函數(shù)展開成冪級數(shù)：（i=f(v)的各階導(dǎo)數(shù)存在）在靜態(tài)工作點Vo附近展開成冪級數(shù)：4.3非線性電路分析方法4.3.1冪級數(shù)分析法：（用冪級數(shù)11高頻時變參量電路課件12高頻時變參量電路課件13ω0n最高次數(shù)為3的多項式的頻譜結(jié)構(gòu)圖ω0n最高次數(shù)為3的多項式的頻譜結(jié)構(gòu)圖14高頻時變參量電路課件154.3.2折線分析法：折線的數(shù)學(xué)表達式：4.3.2折線分析法：折線的數(shù)學(xué)表達式：164.4線性時變參量電路分析法：4.4.1時變跨導(dǎo)電路分析：4.4線性時變參量電路分析法：4.4.1時變跨導(dǎo)電路分析：17忽略晶體管內(nèi)部反饋作用，集電極電流和集極電壓的函數(shù)關(guān)系為：當兩個信號同時作用于一個非線性元件時，其中一個幅度很小處于線性工作狀態(tài)；另一個為大信號工作狀態(tài)時，可使這一非線性元件等效為線性時變系統(tǒng)。忽略晶體管內(nèi)部反饋作用，集電極電流和集極電壓的函數(shù)關(guān)系為：當184.4.2模擬乘法器電路分析4.4.2模擬乘法器電路分析19高頻時變參量電路課件204.4.3CMOS四象限模擬乘法器4.4.3CMOS四象限模擬乘法器214.4.4開關(guān)函數(shù)分析法：4.4.4開關(guān)函數(shù)分析法：22高頻時變參量電路課件234.5變頻器的工作原理：4.5變頻器的工作原理：24高頻時變參量電路課件25高頻時變參量電路課件26高頻時變參量電路課件274.6晶體管混頻器4.6晶體管混頻器28高頻時變參量電路課件29高頻時變參量電路課件304.7二極管混頻器4.7.1二極管平衡混頻器4.7二極管混頻器4.7.1二極管平衡混頻器31高頻時變參量電路課件32高頻時變參量電路課件334.7.2二極管環(huán)形混頻器4.7.2二極管環(huán)形混頻器34高頻時變參量電路課件35高頻時變參量電路課件36高頻時變參量電路課件374.8差分對模擬乘法器4.8差分對模擬乘法器384.9混頻器中的干擾4.9.1：組合頻率干擾（干擾哨聲）和副波道干擾4.9.2：交叉調(diào)制4.9.3：互相調(diào)制4.9.4：阻塞現(xiàn)象和互相混頻4.9.5：克服干擾的措施4.9混頻器中的干擾4.9.1：組合頻率干擾（干擾哨聲）和副39高頻時變參量電路課件40高頻時變參量電路課件41高頻時變參量電路課件42高頻時變參量電路課件43高頻時變參量電路課件44高頻時變參量電路課件45高頻時變參量電路課件46高頻時變參量電路課件47高頻時變參量電路課件484非線性電路、時變參量電路和變頻器4.2非線性元件的特性

4.3非線性電路分析法

4.4線性時變參量電路分析法

4.5變頻器的工作原理4.1

概述

4非線性電路、時變參量電路和變頻器4.2非線性元件494.7二極管混頻器

4.8差分對模擬乘法器混頻電路4.9混頻器中的干擾

4.10外部干擾4.6

晶體管混頻器

4.7二極管混頻器 4.8差分對模擬乘法504.1概述無線電元件線性元件時變參量元件非線性元件：元件參數(shù)與通過元件的電流或施于其上的電壓無關(guān)。（電阻、電容、空氣心電感）：元件參數(shù)與通過元件的電流或施于其上的電壓有關(guān)。（二極管、三極管、帶磁心電感）：元件參數(shù)按照一定規(guī)律隨時間變化。4.1概述無線電元件線性元件時變參量元件非線性元件：元件514.1概述圖5.1.1串聯(lián)電路線性電路時 描述線性電路、時變參量電路和非線性電路的方程式分別是常系數(shù)線性微分方程、變系數(shù)線性微分方程和非線性微分方程。4.1概述圖5.1.1串聯(lián)電路線性電路時 描述線524.1概述 在無線電工程技術(shù)中，較多的場合并不用解非線性微分方程的方法來分析非線性電路，而是采用工程上適用的一些近似分析方法。這些方法大致分為圖解法和解析法兩類。所謂圖解法，就是根據(jù)非線性元件的特性曲線和輸入信號波形，通過作圖直接求出電路中的電流和電壓波形。所謂解析法，就是借助于非線性元件特性曲線的數(shù)學(xué)表示式列出電路方程，從而解得電路中的電流和電壓。4.1概述 在無線電工程技術(shù)中，較多的場合并不用解非線性534.2非線性元件的特性4.2.1非線性元件的工作特性4.2.2非線性元件的頻率變換作用4.2.3非線性電路不滿足疊加原理4.2非線性元件的特性4.2.1非線性元件的工作544.2.1非線性元件的工作特性線性電阻的伏安特性曲線半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線 與線性電阻不同，非線性電阻的伏安特性曲線不是直線。隧道二極管的伏安特性4.2.1非線性元件的工作特性線性電阻的伏安半導(dǎo)體二極管554.2.2非線性元件的頻率變換作用圖5.2.4線性電阻上的電壓與電流波形圖5.2.5正弦電壓作用于二極管產(chǎn)生非正弦周期電流 輸出電流與輸入電壓相比，波形不同，周期相同?？芍?，電流中包含電壓中沒有的頻率成分。4.2.2非線性元件的頻率變換作用圖5.2.456設(shè)非線性電阻的伏安特性曲線具有拋物線形狀：在元件上加上兩個信號：令：三角等式變換可得：“非線性”具有頻率變換作用。i+-+-R設(shè)非線性電阻的伏安特性曲線具有拋物線形狀：在元件上加上兩個信574.2.3非線性電路不滿足疊加原理疊加原理是分析線性電路的重要基礎(chǔ)。根據(jù)疊加原理，任何復(fù)雜的輸入信號均可以首先分解為若干個基本信號（例如正弦信號），然后求出電路對每個基本信號單獨作用時的響應(yīng)，最后，將這些響應(yīng)疊加起來，即可得到總的響應(yīng)。非線性電路不滿足疊加原理4.2.3非線性電路不滿足疊加原理疊加原理是分析線性電路584.3非線性電路分析方法4.3.1冪級數(shù)分析法：（用冪級數(shù)表示非線性元件的特性曲線）設(shè)非線性元件的特性為：將函數(shù)展開成冪級數(shù)：（i=f(v)的各階導(dǎo)數(shù)存在）在靜態(tài)工作點Vo附近展開成冪級數(shù)：4.3非線性電路分析方法4.3.1冪級數(shù)分析法：（用冪級數(shù)59高頻時變參量電路課件60高頻時變參量電路課件61ω0n最高次數(shù)為3的多項式的頻譜結(jié)構(gòu)圖ω0n最高次數(shù)為3的多項式的頻譜結(jié)構(gòu)圖62高頻時變參量電路課件634.3.2折線分析法：折線的數(shù)學(xué)表達式：4.3.2折線分析法：折線的數(shù)學(xué)表達式：644.4線性時變參量電路分析法：4.4.1時變跨導(dǎo)電路分析：4.4線性時變參量電路分析法：4.4.1時變跨導(dǎo)電路分析：65忽略晶體管內(nèi)部反饋作用，集電極電流和集極電壓的函數(shù)關(guān)系為：當兩個信號同時作用于一個非線性元件時，其中一個幅度很小處于線性工作狀態(tài)；另一個為大信號工作狀態(tài)時，可使這一非線性元件等效為線性時變系統(tǒng)。忽略晶體管內(nèi)部反饋作用，集電極電流和集極電壓的函數(shù)關(guān)系為：當664.4.2模擬乘法器電路分析4.4.2模擬乘法器電路分析67高頻時變參量電路課件684.4.3CMOS四象限模擬乘法器4.4.3CMOS四象限模擬乘法器694.4.4開關(guān)函數(shù)分析法：4.4.4開關(guān)函數(shù)分析法：70高頻時變參量電路課件714.5變頻器的工作原理：4.5變頻器的工作原理：72高頻時變參量電路課件73高頻時變參量電路課件74高頻時變參量電路課件754.6晶體管混頻器4.6晶體管混頻器76高頻時變參量電路課件77高頻時變參量電路課件784.7二極管混頻器4.7.1二極管平衡混頻器4.7二極管混頻器4.7.1二極管平衡混頻器79高頻時變參量電路課件80高頻時變參量電路課件814.7.2二極管環(huán)形混頻器4.7.2二極管環(huán)形混頻器82高頻時變參量電路課件83高頻時變參量電路課件84高頻時變參量電路課件854.8差分對模擬乘法器4.8差分