非线性电子线路_期末知识总结.ppt

非线性电子线路总复习 供同学们参考 中国传媒大学信息工程学院 主讲教师沈琴2009年12月29日 同学们好 又到期末了 非线性电子路 即将进入期终考试 考试内容是整个学期的 请大家务必按教学大纲要求 特别大纲强调 掌握 的重要内容 提前做好期末总复习的安排 一定要在全面掌握理解好基本概念的基础上 应具备用基本概念分析问题和解决问题的能力 做到融会贯通 这始终是本课程教学宗旨 主要内容 1 无线电信号特点与传播方式2 调幅广播发射与接收的设备框图与工作原理3 非线性电子线路的单元电路完成的功能4 非线性电子线路的分析方法 绪论 第一章非谐振功率放大器 内容 一 非谐振功率放大器1 功率放大器分类 及安全工作条件2 变压器耦合甲类单管功率放大器 了解 3 变压器耦合乙类推挽功放 了解 4 互补对称的OTL电路 或OCL电路 5 带高频功率放大器和功率合成技术6 例题举例二 丙类谐振功率放大器1 丙类谐振功率放大器工作原理2 能量估算3 工作状态分析4 例题举例重点掌握 1 OTL电路 或OCL电路 宽带高频功率放大器 传输线变压器 魔T型网络 和功率合成技术 功率合成与功率分配 2 丙类谐振功率放大器工作原理与工作状态分析 3 OTL电路 或OCL电路 丙类谐振功率放大器的能量估算方法 下面两点值得注意 a 该电路会产生交叉失真 必须在两管基极间加入适当的正偏压 即可克服交叉真 b 加入适当正偏压后 切不可再在基极下偏电阻或者射极电阻的两端并上旁路电容 否则又可能导致交叉失真出现 4 互补对称的OTL电路 或OCL电路 重点掌握 OTL原理电路及工作原理 原理电路 OTL原理电路的工作原理 请自己复习 OTL原理电路存在四方面的缺点 a 末前级与末级是直接耦合 导致工作点漂移b 存在交叉失真c 互补对称大功率管难以选择到d 无法充分利用末级互补对称管 注意 详细分析见课堂分析或教材 实际准互补对称的OTL电路 电路 各元件作用 实际OTL电路的优点 克服工点漂移 采用恒压偏置电路恒压偏置电路克服交叉失真 用复合管替代了互补对称管 克服了选管的困难 引用自举电路 自举电路 可以提高管集电极电压振幅 从而实现了充分利用末级互补对称管的目的 分析见教材或见例题6 能量估算 每管 电路 下图为原理电路 变成双电源供电 正负源 并 并去掉OTL电路中的输出电容 点的电压 工作原理与OTL一样 能量估算式中电源电压用变 注意 电源电压由电路标出的具体值确定 切不可死背硬记 实际OCL电路与实际OTL电路一样具有四大优点 克服工点漂移 采用恒压偏置电路克服交叉失真 用复合管替代了互补对称管 克服了选管的困难 引用自举电路 充分利用末级互补对称管 5 宽带高频功率放大器和功率合成技术 重点掌握 传输线变压器 结构 用传输线绕在磁环上构成的变压器称为传输线变压器 性能 既具有传输线的上限频率高 频率覆盖系数大 又具有变压器隔离和阻抗变换的特点 讨论前提条件 理想无耗 满足端口电压相等 流过传输线上电流大小相等 方向相反 常用的传输线变压器有 1 1倒相器 1 1平衡不平衡变换器 m 1传输线变压器 1 m的传输线变压器 要求掌握 求传输线变压器阻抗比的方法 以及求特性阻抗的方法 功率合成技术 用4 1传输线变压器或1 1传输线变压器构成混合网络称为魔T型网络 它可以完成功率的合成和功率的分配 4 1传输线变压器构成理想的魔T网络 有四个端口 每个端口对应负载 若4 1传输线变压器特性阻抗为 理想魔T性能 要求同学能用两种理想魔T网络 分别实现功率的三 四 六 八分配或功率的三 四 六 八合成 并能确定各端口负载电阻值 请同自己复习并练习 6 例题举例 举例1 如下图所示传输线变压器 是已知 例题2 试求图所示各传输线变压器的阻抗比及各特性阻抗 为已知 解 例题5 单电源供电的互补对称OTL电路如图所示 已知负载电流振幅管的 试求 求 静态时负载上 求负载上所获得的功率电源供给的直流功率并求输入信号的振幅 每管的管耗及最大管耗 放大器的效率 解 1 2 3 4 静态时 二 谐振功率放大器1 丙类谐振功率放大器工作原理 电路 匹配负载为 丙类谐振功放负载是LC谐振回路 电抗性 LC谐振回路作用 工作原理 它在正弦信号激励下 基极与集电极电流均是一串余弦脉冲 集电极电压是正弦波 管外特性方程 其中 2 能量估算 3 工作状态分析 丙类谐振功放若确定 则工作状态被唯一确定了 分析对工作状态的影响的依据是管外特性方程 负载特性 定义 若不变 放大器随变化的特性 称为负载特性 分析结果 当不变时 若放大器原先工作在欠压状态 这时从小到大变化时 及工作点都不变 则 放大器工作状态从欠压临界过压 值从小大变化 波形从一串余弦脉冲变为一串凹陷脉冲 画出负载特性曲线 临界状态输出对应的负载为最佳负载 但保证功率管在安全工作的条件下 输出尽可能大的功率和高的效率 所以实际工作中负载一般选在弱过压状态 集电极调制特性 定义 若不变 放大器随变化的特性 分析结果 当不变时 若放大器原先工作在过压状态 这时从小到大变化时 是不变的 工作点由左向右移 则 放大器工作状态从过压 临介 欠压 值从小变大 波形从一串凹陷脉冲 一串余弦脉冲 画出集电极调制特性线 由集电极调制特性曲可见 a 欲实现集电极调制 放大器应工作在过压状态 b 集电极调制特性是集电极调幅原理依据 基极调制特性 定义 若不变 放大器随变化特性 分析结果 当不变 若放大器原先工作在欠压状态 这时从小变到大时 工作点从下向上变 则 放大器工作状态从欠压 临界 过压 是从小变大 波形是从一串余弦脉冲 一串凹陷脉冲 基极调制特性曲线由特性曲线可见 a 欲实现基极调制 应工作在欠压区 b 基极调制是基极调幅原理依据 放大特性 定义 若不变 放大器随的变化特性 分析结果 当不变 若放大器原先工作在欠压状态 这时从小到大变化时 工作点不变 则 放大器工作状态从欠压 临界 过压 是从小变大 波形是从一串余弦脉冲 一串凹陷脉冲 放大特性曲线 由特性曲线可见 a 欲实现放大 应工作在欠压状态 b 欲实现限幅 应工作在过压状态 4例题举例 例题1 谐振动功率放大器工作在欠压 要求输出功率 已知 电流流通角 试求 电源供给的功率 集电极效率 解 因为 所以 第二章正弦波振荡器 内容 振荡器的工作原理包括起振条件 平衡条件 稳定条件 三个条件缺一不可 2LC正弦振荡器 变压器耦合LC振荡器 三点式振荡器 改进型三点式振荡器 石英晶体振振荡器 3RC振荡器 主要是文氏电桥振荡器 4例题举例重点 掌握正弦振荡器工作原理 掌握定性判断各类型振荡电路是否可能产生振荡的方法 掌握求振荡角频率和正反馈系数的方法 掌握三点式振荡电路振幅起振条件 计算电路参数 第二章正弦波振荡器 振荡器的工作原理包括三个条件 缺一不可 起振条件 平衡条件 稳定条件 2 LC正弦振荡器 变压器耦合LC正弦振荡器 瞬时极性判断是否可能振荡 它取决正确同名端 能否起振 必须有足够大的耦合量 三点式振荡器 三点式振荡器包括电容三点式振荡器 考毕兹振荡器 和电感三点式振荡器 哈特萊振荡器 及可控振荡器 振荡回路中包含变容二极管 即部分接入的直接调频振荡器 电路构成原则 这是满足相位平衡条件 即满足正反馈 与射极相连为同性抗 不与射极相连为异性抗 若与射极相连同是感抗 不与射极相连为容抗 则称电感三点式 反之为电容三点式 改进型三点式振荡器 提高频率稳定性 克拉泼振荡器 条件 但不宜过小 否则可能导致停振 所以克拉泼振荡器一般作为固定频率的振荡器 西勒振荡器 条件 因其中是可调的 晶体振荡器 石英晶体在振荡电路中等效为电感或一根短路线 并联型晶振 皮尔斯晶体振荡器 密勒晶体振荡器 当等效电感三点式中的一个电感 串联型晶振电路一 电路二 当 JT等效电感 当 串联谐振时 正反馈最强 4例题举例 例题1 根据振荡器的相位平衡条件 试判断下图所示交流电路中 哪些可能产生振荡 哪些不可能产生振荡 若可能产生振荡 则要说明是属于哪种振荡电路 a b c d a 不能振荡 不满足三点式电路相位平衡条件 b 可能振荡 呈容性 呈感性 为电感三点式振荡器 c 可能振荡 呈感性 为电容三点式振荡器 d 可能振荡 呈容性 为电容三点式振荡器 例题2 如图电容三点式振荡器 已知L 0 5H C1 51pF C2 3300pFC3 12 250pF RL 5 gm 30ms Cbe 20pF Q0 80 试求能够起振的频率范围 解题思路 先求满足起振条件对振荡角频率的要求 再求满足起振条件对回路总电容的要求 并求出满足起振条件的值的要求 从而确定了电容取值范围 最后即可确定能够满足起振条件的工作频率范围 解 大于此电容值不能起振 满足条件 电路可以振荡 起振的频率范围为 102 9 179 2 rad sec 或 第三章模拟相乘器与混频 内容 1 模拟相乘器 二极管平衡相乘器 二极管环型相乘器 单差分对相乘器 双差分对相乘器 三差分对相乘器 集成模拟相乘器 2 混频 二极管混频 三极管混频 集成混频 3 例题举例重点 要掌握各相乘器工作原理和分析方法 掌握三极管混频的工作原理和求变频跨导的方法 掌握用各相乘器实现混频 包括对AM波 DSB波 SSB波 FM波 PM波的混频 的电路及实现的条件 以及三极管混频存在组合频率干扰问题 第三章模拟相乘器与混频 1 模拟相乘器模拟相乘器是实现任意两个模拟信号相乘的三端口的非线性电子器件 传输方程为 其中 为两个输入信号 为相乘增益 输入信号电压 二极管开关工作 说明为大信号控制 并 对二极管相乘器 可见二极管等效为与开关K串联 开关K分为正向开关函数 还有反向开 及双向开关函数 正弦信号还是余弦信号 同时有正弦型 关函数与 与余弦型区别 取决于 信号是 若 为余弦信号 则 若 为正弦型的 则 二极管平衡相乘器 LC带通滤波器中心频率谐振在上 带为 同相加到上 反向加到上 二次级与一次级均有中心抽头 上下严格对称 输出电流为差动的 例题3 设非线性其件器件静态伏安特性如图所示 求变频跨导 解 则 第四章振幅调制与解调 内容 1 基本概念2 低电平振幅调制电路3 二极管串联型峰值包络检波器4 同步检波5 第五章例题举例重点 应掌握振幅调制与解调基本概念 振幅调制类型 波形 表示式 实现的方法 频谱分析 频带宽度 能量关系及传送等 检波的类型 各电路特点及检波性能分析等 熟练用各种相乘器实