第5章 频谱的线性搬移电路.ppt

第5章 频谱的线性搬移电路 陈庭勋 ctx zjedu org 变频器的工作原理 变频器 混频器的作用 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 波形图的变化 频谱搬移作用 频谱图 第5章频谱的线性搬移电路 0fi Ffifi Ffs Ffsfs Ff0 本振信号 接收信号 中频信号 输出频率 5 1非线性电路的分析方法 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 三类电子器件 线性元件 非线性元件 时变参量元件 用常系数微分方程分析 第5章频谱的线性搬移电路 一般采用图解法和解析法替代 元件参数为常数 元件的参数与工作状态有关 元件的参数与时刻有关 用变系数微分方程分析 用非线性微分方程分析 5 1非线性元件的特性 非线性元件的频率变换作用 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 线性转换 非线性转换 第5章频谱的线性搬移电路 输入为单一频率的正弦函数时 其输出为周期性非正弦函数 其新增了许多谐波频率 5 2非线性元件的特性 非线性元件的工作特性 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 确定输入电压V0时 对应电流I0 非线性元件端口的V I关系也可以用等效电阻描述 第5章频谱的线性搬移电路 I0 Q V0 v i 静态等效电阻 对于动态 在 v较小时 曲线可以作线性处理 负电阻 隧道二极管 静态工作点 5 1非线性电路的分析法 幂级数分析法 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 在实际操作中 若静态工作点处在接近线性区 可取幂级数的前二项 若在曲线中某一点附近作展开 可表述为 O V01 Q1 I01 第5章频谱的线性搬移电路 一般的连续函数i f v 都可以展开成幂级数 I02 Q2 V02 B D 若工作区域如OB两点间所示的蝴蝶线性 可取幂级数的前三项 5 1非线性元件的特性 平方率曲线的混频作用 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 若转换关系为 注意 非线性电路不适用叠加原理 第5章频谱的线性搬移电路 输出 输入 变换中应用了公式 5 1非线性电路分析法应用 求如图曲线的二次近似式 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 Q点坐标 0 2V 8mA 第5章频谱的线性搬移电路 10 0 2 Q 0 6 1 0 30 50 B Q点切线斜率 另找一B点坐标 0 7V 20mA 应符合上述等式 近似函数式 二极管伏安特性 5 1非线性电路的分析法 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 对于 第5章频谱的线性搬移电路 输入电压 代入后得到 用三角公式展开并整理后可得到新的频率成份 输出电流的频率成份 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 第5章频谱的线性搬移电路 直流分量 基频 二倍频 和频 差频 三倍频 二倍频与基频的和频 差频 最高谐波为3次 幂级数分析法适合小信号非线性转换 5 1非线性电路的分析法 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 输入 折线分析法 适合于大信号的非线性转换 第5章频谱的线性搬移电路 B VBB VBZ VBZ 当vB VBZ时 输出 可表示为 5 1线性时变电路的分析法 时变跨导电路的分析 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 时变跨导原理图 晶体管为受控电流源 第5章频谱的线性搬移电路 v0 vs VBB VCC C L 的函数 的函数 用于改变跨导 用泰勒级数表示成 当vs较小时 可采用二次近似 其中除了 0 1外 必定包含有2 0 2 1 0 1 0 1 引入开关函数 5 1线性时变参量电路分析法 开关函数分析法 大信号控制 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 小信号 v2 0 第5章频谱的线性搬移电路 i 开关大信号 v2 0 回路电流可表示为 将S t 展开为傅里叶级数 含有 5 1变频器的工作原理 混频的函数表达式 按照二次近似式考虑 混频器的输入 混频器的输出 由输出选频网络选出 变频电压增益 变频功率增益 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 第5章频谱的线性搬移电路 5 2二极管频谱搬移电路 二极管平衡混频器 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 第5章频谱的线性搬移电路 开关式混频 D1 D2 i1 i2 输出电流 幅度足够大 5 2二极管频谱搬移电路 二极管环形混频器 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 第5章频谱的线性搬移电路 开关式混频 RL 工作特点 D1 D2 D4 D3 i1 i3 i2 i4 在本振电压v0的正负半周均有混频作用 v0的正半周 v0的负半周 优点 混频所产生的无用频率成份少 5 3差分对频谱搬移电路 电路结构 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 第5章频谱的线性搬移电路 v0 VBB VCC vs T3 T1 T2 Re 中频输出v 本振信号 在本振电压v0的正负半周均有混频作用 在输入信号幅度较小时 工作于变跨导频率方式 在本振电压v0幅度较大时 工作于开关混频方式 类似于平衡混频器 5 3差分对频谱搬移电路 模拟乘法器电路的分析 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 不考虑rbb 的影响 关系式变为 第5章频谱的线性搬移电路 iE1 iE2 i0 线性范围内的输入 输出关系 其中 乘积项 5 3差分对频谱搬移电路 模拟乘法器电路的分析 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 用iC iE代入 线性要求所允许的v1值较小 第5章频谱的线性搬移电路 线性工作区域 iE1 iE2 i0 且设 5 3双差分对频谱搬移电路 T1 T2 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 第5章频谱的线性搬移电路 电路工作基本依据 同理 T3 T4 5 3四象限模拟乘法器 T1 T2 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 第5章频谱的线性搬移电路 乘法器输出电压 其中做了一定的近似处理 v1 v2足够小 T3 T4 所需注入功率较小 5 4三极管频谱搬移电路 电路种类及特点 浙江海洋学院陈庭勋 高频电子线路 第5章频谱的线性搬移电路 共射基极集中输入 共射分散输入 共基射极集中输入 共基分散输入 v0 vs vi v0 vs vi 相互牵引的可能性小 工作频率高 变频增益低 工作于小信号状态 5 4三极管频谱搬移电路 电路工作原理 按变跨导混频原理分析 取二次近似式代入可以得到 v0 由此产生新频率 2 0 2 1 0 1 0 1 2 0 1 2 0 1 混频电路输出端用LC谐振电路取出其中