非线性电子技术.ppt

鲁小利 非线性电子线路 课程简介 本课程为48学时 3个学分 属专业基础课 本课程具有较强的实践性 有广泛的应用领域 学好本课程的要点 听懂每一堂课的内容 培养逻辑思维方法 多做练习 课程形式 讲课 作业 考核方式 期末考试 70 平时成绩 30 0 1非线性电子线路的作用 0绪论 0 2非线性器件的基本特点 0 3本课程的特点 电子线路分类及应用 电子线路 非线性电子线路 主要用来完成振荡 频率变换等功能 线性电子线路 主要用于信号处理 并要求不失真的放大 如何区分 非线性电子线路 非线性电子器件或电子器件非线性工作区 线性电子线路 线性电子器件或电子器件的线性部分 0 1非线性电子线路的作用 一 通信系统 一切将信息从发送者传送到接受者的过程的系统 通信系统 有线通信系统 用导线传送信息 无线通信系统 用电磁波传送信息 光纤通信系统 用光导纤维传送信息 非线性电子线路是通信系统的基础 特别是无线通信设备的重要组成部分 二 无线通信系统 组成 发射装置 接收装置 传输介质 1 发射装置 将被发送的信息变换为电信号 例如话筒将声音变为电信号 换能器 将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡 发射机 将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射 天线 无线通信系统的组成方框图 图0 1无线通信系统的基本组成方框图 2 接收装置 接收是发射的逆过程 接收装置有接收天线 接收机和换能器组成 图0 2无线电波的主要传播方式 在传媒介质中的传播特性 a 地波传播 适用于的中 长波段的电磁波 b 天波传播 适用于的短波段的电磁波 d 直线传播 适用于的超短波段的电磁波 c 散射传播 适用于的超短波段的电磁波 三 调制与解调 重点 1 调制 由携有信息的电信号去控制高频振荡信号的某一参数 使该参数按照电信号的规律而变化的一种处理方式 调制 调制信号 携有信息的电信号 载波信号 未调制的高频振荡信号 已调波信号 经调制的高频振荡信号 1 调制 调制分类 受控参数分类 调幅 受控参数是高频振荡的振幅 调频 受控参数是高频振荡的频率 调相 受控参数是高频振荡的相位 调频和调相统称为调角 2 发射机组成及工作原理 即调制过程 1 振荡器 产生fosc的高频振荡信号 几十kHz以上 采用调幅方式的中波广播发射机组成方框图 2 高频放大器 一级或多级小信号谐振放大器 放大振荡信号 使频率倍增至fc 并提供足够大的载波功率 3 调制信号放大器 多级放大器组成 前几级为小信号放大器 用于放大微音器的电信号 后几级为功放 提供功率足够的调制信号 4 振幅调制器 实现调幅功能 将输入的载波信号和调制信号变换为所需的调幅波信号 并加到天线上 1 解调 即调制的逆过程 是将已调波信号变换为携有信息的电信号 图0 4采用调幅方式的无线广播接收机组成方框图 2 解调 2 接收机及工作原理 即解调过程 采用调幅方式的无线广播接收机组成方框图 1 高频放大器 由一级或多级小信号谐振放大器组成 放大天线上感生的有用信号 并利用放大器中的谐振系统抑制天线上感生的其它频率的干扰信号 可调谐 2 混频器 两个输入信号 频率为fc的高频已调信号 本机振荡器产生的频率为fL的本振信号 将频率为fc的高频已调信号不失真的变换为载波频率为fI的中频已调信号 我国中频 3 本机振荡 用来产生频率为 的高频振荡信号 fL是可调的 并能跟踪fc 或 4 中频放大器 由多级固定调谐的小信号放大器组成 放大中频调幅信号 5 检波器 实现解调功能 将中频调辐波变换为反映传送信息的调制信号 6 低频放大器 由小信号放大器和功率放大器组成 放大调制信号 向扬声器提供所需的推动功率 解调分类 受控参数分类 鉴幅 对调幅波进行解调的过程 鉴频 对调频波进行解调的过程 鉴相 对调相波进行解调的过程 由上面的例子可以总结出无线通信系统的基本组成 就电路功能而言 可看出非线性电路的基本内容应该包括以下三部分 非线性电子线路 功率放大电路 振荡电路 波形变换和频率变换电路 调制 解调 混频 倍频 0 2非线性器件的基本特点 1 特性参数 2 特性控制变量 必须要注明控制变量 3 不满足叠加定理 1 直流电导 2 交流电导 3 平均电导 若非线性器件的特性为i f v 则f v1 v2 f v1 f v2 1 分析课程的复杂性 除理论仿真外 根据实际工程对器件建模和电路的工作条件进行合理近似 以便用简单的分析方法获得具有实际意义的结果 2 电路形式的多样性 在了解各具体电路工作原理的基础上 由此导出各种功能的基本原理以及导出基本电路结构 3 较强的实践性 重视实验环节 坚持理论联系实际 一 本课程特点 0 3本课程的特点 二 本课程各章内容分以下三个层次 1 实现各功能的基本原理及由此导出基本电路 重点 2 引出对电路进行合理近似的工程分析 重点 3 根据分析结果 提出电路设计原则及改进电路性能的基本途径 第1章功率电子线路 分类 功率电子线路 功率放大电路 电源变换电路 第1章功率电子线路 1 3传输线变压器 1 1功率电子线路概述 1 2功率放大器的电路组成和工作特性 重点 1 1功率电子线路的概述 一 工作原理 在输入信号作用下 将直流电源的直流功率转换为输出信号功率 1 1 1功率放大器 例 扩音系统 性能要求 功率放大器要安全 高效且不失真地输出大功率信号 功率管安全工作的条件vCEmax V BR CEO c e间能承受的最大管压降 iCmax ICM 集电极最大允许电流 PCmax PCM 集电极最大允许管耗 二 功放的性能要求 功率放大电路的主要特点 功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路 因此 要求同时输出较大的电压和电流 管子工作在接近极限状态 功率放大电路与电压放大电路有本质上的区别吗 三 功率放大器能量关系